ჰიბრიდიზაციის სახეები. ელექტრონული ორბიტალებისა და მოლეკულური გეომეტრიის ჰიბრიდიზაცია

ჰიბრიდიზაცია ატომური ორბიტალები- პროცესი, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, როგორ ცვლიან ატომები თავიანთ ორბიტალებს ნაერთების ფორმირებისას. მაშ, რა არის ჰიბრიდიზაცია და რა ტიპები არსებობს?

ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის ზოგადი მახასიათებლები

ატომური ორბიტალური ჰიბრიდიზაცია არის პროცესი, რომლის დროსაც ხდება ცენტრალური ატომის სხვადასხვა ორბიტალების შერევა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება იდენტური მახასიათებლების მქონე ორბიტალები.

ჰიბრიდიზაცია ხდება კოვალენტური ბმის წარმოქმნის დროს.

ჰიბრიდულ ორბიტალს აქვს უსასრულობის ნიშნის ან ასიმეტრიული ინვერსიული ფიგურის შანსები რვა, რომელიც გაშლილია ატომის ბირთვიდან. ეს ფორმა იწვევს ჰიბრიდული ორბიტალების უფრო ძლიერ გადახურვას სხვა ატომების ორბიტალებთან (სუფთა ან ჰიბრიდული), ვიდრე სუფთა ატომური ორბიტალების შემთხვევაში და იწვევს უფრო ძლიერი კოვალენტური ბმების წარმოქმნას.

ბრინჯი. 1. ჰიბრიდული ორბიტალური გარეგნობა.

ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის იდეა პირველად წამოაყენა ამერიკელმა მეცნიერმა ლ. მას სჯეროდა, რომ ქიმიურ კავშირში შემავალ ატომს აქვს სხვადასხვა ატომური ორბიტალები (s-, p-, d-, f-ორბიტალები) და შედეგად, ხდება ამ ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია. პროცესის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ ერთმანეთის ექვივალენტური ატომური ორბიტალები წარმოიქმნება სხვადასხვა ორბიტალებისგან.

ატომური ორბიტალური ჰიბრიდიზაციის სახეები

ჰიბრიდიზაციის რამდენიმე ტიპი არსებობს:

• . ამ ტიპის ჰიბრიდიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ერთი s ორბიტალური და ერთი p ორბიტალური შერევა ხდება. შედეგად წარმოიქმნება ორი სრულფასოვანი sp ორბიტალი. ეს ორბიტალები ატომის ბირთვისკენ განლაგებულია ისე, რომ მათ შორის კუთხე 180 გრადუსია.

ბრინჯი. 2. sp-ჰიბრიდიზაცია.

• sp2 ჰიბრიდიზაცია. ამ ტიპის ჰიბრიდიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ერთი s ორბიტალი და ორი p ორბიტალი შერეულია. შედეგად წარმოიქმნება სამი ჰიბრიდული ორბიტალი, რომლებიც განლაგებულია ერთ სიბრტყეში ერთმანეთის მიმართ 120 გრადუსიანი კუთხით.
• . ამ ტიპის ჰიბრიდიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ერთი s ორბიტალი და სამი p ორბიტალი შერეულია. შედეგად, იქმნება ოთხი სრულფასოვანი sp3 ორბიტალი. ეს ორბიტალები მიმართულია ტეტრაედრის ზევით და განლაგებულია ერთმანეთის მიმართ 109,28 გრადუსიანი კუთხით.

sp3 ჰიბრიდიზაცია დამახასიათებელია მრავალი ელემენტისთვის, მაგალითად, ნახშირბადის ატომი და IV ჯგუფის სხვა ნივთიერებები (CH 4, SiH 4, SiF 4, GeH 4 და ა.შ.)

ბრინჯი. 3. sp3 ჰიბრიდიზაცია.

ასევე შესაძლებელია ჰიბრიდიზაციის უფრო რთული ტიპები, რომლებიც მოიცავს ატომების d-ორბიტალებს.

რა ვისწავლეთ?

ჰიბრიდიზაცია რთულია ქიმიური პროცესი, როდესაც ატომის სხვადასხვა ორბიტალი ქმნის იდენტურ (ექვივალენტურ) ჰიბრიდულ ორბიტალებს. ჰიბრიდიზაციის თეორია პირველად ამერიკელმა ლ.პაულინგმა გააჟღერა. არსებობს ჰიბრიდიზაციის სამი ძირითადი ტიპი: sp-ჰიბრიდიზაცია, sp2-ჰიბრიდიზაცია, sp3-ჰიბრიდიზაცია. ასევე არსებობს ჰიბრიდიზაციის უფრო რთული ტიპები, რომლებიც მოიცავს d ორბიტალებს.

ქიმიის ერთ-ერთი ამოცანაა მატერიის სტრუქტურის შესწავლა, მათ შორის ერთი ატომების მიერ წარმოქმნილი მარტივი ნივთიერებებისგან სხვადასხვა ნაერთების წარმოქმნის მექანიზმის გარკვევა. ქიმიური ელემენტი. ატომების ურთიერთქმედების თავისებურებები, უფრო ზუსტად, მათი განსხვავებულად დამუხტული კომპონენტები - ელექტრონული ჭურვები და ბირთვები - აღწერილია როგორც სხვადასხვა სახის ქიმიური ბმები. ამგვარად, ნივთიერებები წარმოიქმნება კოვალენტური ბმების მეშვეობით, რომლის აღსაწერად 1931 წელს ამერიკელმა ქიმიკოსმა ლ. პაულინგმა შემოგვთავაზა ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის მოდელი.

კოვალენტური ბმის ცნება

იმ შემთხვევებში, როდესაც ურთიერთქმედების პროცესის შედეგად წარმოიქმნება წყვილი ვალენტური ელექტრონული ღრუბლები, რომლებიც საერთოა ორი ატომისთვის, ჩვენ ვსაუბრობთ კოვალენტურ კავშირზე. მისი გაჩენის შედეგად, ყველაზე პატარა ნაწილაკიმარტივი ან რთული ნივთიერება - მოლეკულა.

კოვალენტური ბმის ერთ-ერთი მახასიათებელია მისი მიმართულება - შედეგი რთული ფორმაელექტრონული ორბიტალები p, d და f, რომლებსაც სფერული სიმეტრიის გარეშე აქვთ გარკვეული სივრცითი ორიენტაცია. Სხვა მნიშვნელოვანი თვისებაამ ტიპის ქიმიური ბმა - გაჯერება, ატომში გარე-ვალენტური ღრუბლების შეზღუდული რაოდენობის გამო. ამიტომ მოლეკულის არსებობა, მაგალითად, H 2 O, შესაძლებელია, მაგრამ H 5 O არა.

კოვალენტური ბმის სახეები

შეიძლება მოხდეს საერთო ელექტრონული წყვილების ფორმირება სხვადასხვა გზები. კოვალენტური ბმის წარმოქმნის მექანიზმში მნიშვნელოვანი როლიროლს ასრულებს ღრუბლების გადახურვის ბუნებასა და შედეგად ღრუბლის სივრცულ სიმეტრიაში. ამ კრიტერიუმის მიხედვით, ლ. პაულინგმა შესთავაზა განასხვავოს შემდეგი ტიპები:

• სიგმა კავშირს (σ) აქვს ატომის ბირთვებში გამავალი ღერძის გასწვრივ გადახურვის უდიდესი ხარისხი. აქ ღრუბლის სიმკვრივე მაქსიმალური იქნება.
• პი ბმა (π) წარმოიქმნება გვერდითი გადახურვით, ხოლო ელექტრონულ ღრუბელს, შესაბამისად, აქვს ყველაზე მაღალი სიმკვრივე ბირთვების დამაკავშირებელი ღერძის გარეთ.

ამ სივრცულ მახასიათებლებს დიდი მნიშვნელობა აქვს იმდენად, რამდენადაც ისინი კორელაციაშია კოვალენტური ბმის ენერგეტიკულ პარამეტრებთან.

პოლიატომური მოლეკულების მახასიათებლები

ჰიბრიდიზაციის კონცეფცია შემოიღო პაულინგმა პოლიატომურ მოლეკულებში კოვალენტური ბმის ერთ-ერთი თავისებურების ასახსნელად. ცნობილია, რომ ასეთ მოლეკულებში ცენტრალური ატომის მიერ წარმოქმნილი ბმები იდენტურია სივრცითი და ენერგეტიკული მახასიათებლებით. ეს ხდება იმისდა მიუხედავად, თუ რომელი ორბიტალი (s, p ან d) მონაწილეობს საერთო ელექტრონული წყვილის ფორმირებაში.

ძალიან მოსახერხებელი და ნათელი მაგალითინახშირბადის ატომი გამოიყენება ამ ფენომენის საილუსტრაციოდ. ქიმიურ კავშირში შესვლისას, აღგზნებულ მდგომარეობაში მყოფ ატომს აქვს 4 ვალენტური ორბიტალი: 2s, 2p x, 2p y და 2p z. ბოლო სამი ენერგიით და ფორმით განსხვავდება 2s ორბიტალისგან. მიუხედავად ამისა, მაგალითად, CH4 მეთანის მოლეკულაში, ოთხივე ბმა სრულიად ექვივალენტურია და აქვს ბმის კუთხე 109,5° (მაშინ, როცა p-ორბიტალები განლაგებულია 90° კუთხით). ნახშირბადის სხვა ნაერთებში, ბმის კუთხეებია 120° და 180°; აზოტის (ამიაკი NH 3) და ჟანგბადის (წყალი H 2 O) შემცველ მოლეკულებში ეს კუთხეებია 107,5° და 104,5°. ასეთი კავშირის კუთხეების გამოჩენა ასევე საჭიროებდა განმარტებას.

ფენომენის არსი

ჰიბრიდიზაციის იდეა არის საშუალო ორბიტალების ფორმირება ელექტრონული ღრუბლების გადახურვით განსხვავებული ტიპებიახლო ენერგეტიკული მნიშვნელობებით - s, p, ზოგჯერ d. წარმოქმნილი - ჰიბრიდული - ორბიტალების რაოდენობა შეესაბამება გადაფარვითი ღრუბლების რაოდენობას. ვინაიდან ორბიტალი არის ატომის კონკრეტულ წერტილში ელექტრონის პოვნის განმსაზღვრელი ალბათობა, ჰიბრიდული ორბიტალი არის ტალღური ფუნქციების სუპერპოზიცია, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონული გადასვლების შედეგად, როდესაც ატომი აღგზნებულია. ეს იწვევს ეკვივალენტური ტალღის ფუნქციების გაჩენას, რომლებიც განსხვავდება მხოლოდ მიმართულებით.

ჰიბრიდული ორბიტალები ეკვივალენტურია ენერგიით და აქვთ იგივე ფორმა სამგანზომილებიანი ფიგურის რვის სახით, რომელსაც აქვს ძლიერი ასიმეტრია ბირთვთან მიმართებაში. ჰიბრიდიზაციაზე იხარჯება ნაკლები ენერგია, ვიდრე გამოიყოფა ჰიბრიდულ ორბიტალებთან ძლიერი კოვალენტური ბმის ფორმირებისას, ამიტომ ეს პროცესი ენერგიულად ხელსაყრელია, ანუ ყველაზე სავარაუდოა.

ორბიტალური ჰიბრიდიზაცია და მოლეკულური გეომეტრია

შესაძლებელია სხვადასხვა ვარიანტებიატომში გარე ელექტრონული ღრუბლების გადახურვა (შერევა). ორბიტალური სუპერპოზიციის ყველაზე გავრცელებული ტიპებია:

• Sp 3 -ჰიბრიდიზაცია. ეს ვარიანტირეალიზდება ერთი s- და სამი p-ორბიტალის ზედმეტად. შედეგი არის ოთხი ჰიბრიდული ორბიტალი, რომელთა ღერძები მიმართულია ნებისმიერი წყვილისთვის 109,5° კუთხით, რაც შეესაბამება ელექტრონების მინიმალურ ორმხრივ მოგერიებას. როდესაც ეს ორბიტალი შედის σ ობლიგაციებში სხვა ატომებთან, წარმოიქმნება ტეტრაედრული კონფიგურაციის მოლეკულა, მაგალითად, მეთანი, ეთანი C 2 H 6 (ორი ტეტრაჰედრის კომბინაცია), ამიაკი, წყალი. ამიაკის მოლეკულაში ერთი, ხოლო წყლის მოლეკულაში ტეტრაედრის ორი წვერო უჭირავს მარტოხელა ელექტრონული წყვილებს, რაც იწვევს კავშირის კუთხის შემცირებას.
• Sp 2 ჰიბრიდიზაცია ხდება, როდესაც ერთი s და ორი p ორბიტალი გაერთიანებულია. ამ შემთხვევაში სამი ჰიბრიდული ორბიტალი განლაგებულია იმავე სიბრტყეში 120° კუთხით. Მსგავსი სამკუთხა ფორმისაქვს, მაგალითად, ბორის ტრიქლორიდის BCl 3 მოლეკულები, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა ტექნოლოგიებში. კიდევ ერთი მაგალითი, ეთილენის მოლეკულა, წარმოიქმნება ნახშირბადის ატომებს შორის დამატებითი π ბმის გამო, რომელშიც ერთი p ორბიტალი არაჰიბრიდულია და ორი სამკუთხედის მიერ წარმოქმნილი სიბრტყის პერპენდიკულარულად არის ორიენტირებული.
• Sp ჰიბრიდიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ერთი s და ერთი p ორბიტალური შერევა ხდება. ორი ჰიბრიდული ღრუბელი განლაგებულია 180° კუთხით და მოლეკულას აქვს წრფივი კონფიგურაცია. მაგალითებია ბერილიუმის ქლორიდის BeCl 2 ან აცეტილენის C 2 H 2 მოლეკულები (ამ უკანასკნელში, ორი არაჰიბრიდული p-ნახშირბადის ორბიტალი ქმნის დამატებით π ბმას).

ასევე არსებობს ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის უფრო რთული ვარიანტები: sp 3 d, sp 3 d 2 და სხვა.

ჰიბრიდიზაციის მოდელის როლი

პაულინგის კონცეფცია იძლევა მოლეკულების სტრუქტურის კარგ თვისებრივ აღწერას. ის მოსახერხებელი და ვიზუალურია და წარმატებით ხსნის კოვალენტური ნაერთების ზოგიერთ მახასიათებელს, როგორიცაა კავშირის კუთხეების ზომა ან ქიმიური ბმის სიგრძის გასწორება. თუმცა, მოდელის რაოდენობრივი მხარე არ შეიძლება ჩაითვალოს დამაკმაყოფილებლად, რადგან ის არ იძლევა მრავალი მნიშვნელოვანი პროგნოზის გაკეთების საშუალებას მოლეკულების სტრუქტურულ მახასიათებლებთან დაკავშირებული ფიზიკური ეფექტების შესახებ, მაგალითად, მოლეკულური ფოტოელექტრონული სპექტრები. თავად ჰიბრიდიზაციის კონცეფციის ავტორმა უკვე აღნიშნა მისი ნაკლოვანებები 1950-იანი წლების დასაწყისში.

მიუხედავად ამისა, ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის მოდელმა დიდი როლი ითამაშა მატერიის სტრუქტურის შესახებ თანამედროვე იდეების შემუშავებაში. მასზე დაყრდნობით შემუშავდა უფრო ადეკვატური ცნებები, მაგალითად, ელექტრონული წყვილების მოგერიების თეორია. მაშასადამე, რა თქმა უნდა, ჰიბრიდიზაციის მოდელი მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო თეორიული ქიმიის განვითარებაში და მოლეკულების ელექტრონული სტრუქტურის ზოგიერთი ასპექტის აღწერისას ის საკმაოდ გამოსაყენებელია ამჟამად.

ვალენტური კავშირის მეთოდი შესაძლებელს ხდის მკაფიოდ ახსნას მრავალი მოლეკულის სივრცითი მახასიათებლები. ამასთან, ორბიტალების ფორმების ჩვეულებრივი იდეა არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ უპასუხოს კითხვას, თუ რატომ, თუ ცენტრალურ ატომს აქვს განსხვავებული - ს, გვ, დ– ვალენტური ორბიტალები, მის მიერ წარმოქმნილი ბმები იდენტური შემცვლელების მქონე მოლეკულებში აღმოჩნდება ეკვივალენტური მათი ენერგეტიკული და სივრცითი მახასიათებლებით. XIX საუკუნის ოციან წლებში ლინუს პაულინგმა შემოგვთავაზა ელექტრონული ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის კონცეფცია. ჰიბრიდიზაცია არის ატომური ორბიტალების ფორმისა და ენერგიის განლაგების აბსტრაქტული მოდელი.

ჰიბრიდული ორბიტალური ფორმების მაგალითები წარმოდგენილია ცხრილში 5.

ცხრილი 5. ჰიბრიდი sp, sp 2 , sp 3 ორბიტალი

ჰიბრიდიზაციის კონცეფცია მოსახერხებელია მოლეკულების გეომეტრიული ფორმისა და კავშირის კუთხეების ზომის ახსნისას (2-5 დავალების მაგალითები).

მოლეკულების გეომეტრიის განსაზღვრის ალგორითმი BC მეთოდის გამოყენებით:

ა. განსაზღვრეთ ცენტრალური ატომი და σ-ბმების რაოდენობა ბოლო ატომებთან.

ბ. შეადგინეთ ყველა ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია, რომლებიც ქმნიან გარე ელექტრონული დონის მოლეკულებს და გრაფიკულ გამოსახულებებს.

ვ. BC მეთოდის პრინციპების მიხედვით, თითოეული ბმის ფორმირებისთვის საჭიროა წყვილი ელექტრონი, ზოგადად, თითო ატომიდან. თუ არ არის საკმარისი დაუწყვილებელი ელექტრონები ცენტრალური ატომისთვის, უნდა ვივარაუდოთ ატომის აგზნება ელექტრონების ერთ-ერთი წყვილის უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე გადასვლით.

დ) ვივარაუდოთ ჰიბრიდიზაციის საჭიროება და ტიპი, ყველა ბმის და, პირველი პერიოდის ელემენტების, დაუწყვილებელი ელექტრონების გათვალისწინებით.

ე) ზემოაღნიშნული დასკვნების საფუძველზე დახაზეთ მოლეკულაში ყველა ატომის ელექტრონული ორბიტალები (ჰიბრიდული თუ არა) და მათი გადაფარვა. გამოიტანეთ დასკვნა მოლეკულის გეომეტრიისა და ბმის კუთხეების სავარაუდო მნიშვნელობის შესახებ.

ვ) ბმის პოლარობის ხარისხის განსაზღვრა ატომების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობებზე დაყრდნობით (ცხრილი 6) განსაზღვრეთ დიპოლური მომენტის არსებობა დადებითი და უარყოფითი მუხტების სიმძიმის ცენტრების მდებარეობისა და/ან მოლეკულის სიმეტრიის საფუძველზე. .

ცხრილი 6. ზოგიერთი ელემენტის ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები პაულინგის მიხედვით

დავალებების მაგალითები

სავარჯიშო 1. აღწერეთ ქიმიური ბმა CO მოლეკულაში BC მეთოდის გამოყენებით.

გამოსავალი (სურ. 25)

ა. შეადგინეთ მოლეკულის შემადგენელი ყველა ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია.

ბ. ბმის შესაქმნელად საჭიროა სოციალიზებული ელექტრონული წყვილების შექმნა

სურათი 25. ბმის წარმოქმნის სქემა CO მოლეკულაში (ორბიტალური ჰიბრიდიზაციის გარეშე)

დასკვნა: CO მოლეკულაში არის სამმაგი ბმა C≡O

CO-ს მოლეკულისთვის შეგვიძლია ვივარაუდოთ არსებობა sp-ორივე ატომის ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია (სურ. 26). დაწყვილებული ელექტრონები, რომლებიც არ მონაწილეობენ ბმის ფორმირებაში, განლაგებულია sp-ჰიბრიდული ორბიტალი.

სურათი 26. CO-ს მოლეკულაში ბმის წარმოქმნის სქემა (ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის გათვალისწინებით)

დავალება 2. BC მეთოდის საფუძველზე, ავიღოთ BeH 2 მოლეკულის სივრცითი სტრუქტურა და დაადგინოთ არის თუ არა მოლეკულა დიპოლური.

პრობლემის გადაწყვეტა მოცემულია ცხრილში 7.

ცხრილი 7. BeH 2 მოლეკულის გეომეტრიის განსაზღვრა

	ელექტრონული კონფიგურაცია		შენიშვნები
ა.			ცენტრალური ატომი არის ბერილიუმი. მას სჭირდება წყალბადის ატომებთან ორი ϭ-ბმა ჩამოაყალიბოს
ბ.	H: 1 ს 1 იყავი: 2 ს 2		წყალბადის ატომს აქვს დაუწყვილებელი ელექტრონი, ბერილიუმის ატომს აქვს ყველა ელექტრონი დაწყვილებული, ის უნდა გადავიდეს აღგზნებულ მდგომარეობაში.
ვ.	H: 1 ს 1 Be*: 2 ს 1 2გვ 1		თუ წყალბადის ერთი ატომი ბერილიუმს უკავშირდება 2-ის გამო ს-ბერილიუმის ელექტრონი, ხოლო მეორე - 2-ის გამო გვ-ბერილიუმის ელექტრონი, მაშინ მოლეკულას არ ექნება სიმეტრია, რაც ენერგიულად არ არის გამართლებული და Be–H ბმები არ იქნება ეკვივალენტური.
გ.	H: 1 ს 1 Be*: 2( sp) 2		უნდა ვივარაუდოთ, რომ არსებობს sp-ჰიბრიდიზაცია
დ.			ორი sp-ჰიბრიდული ორბიტალები განლაგებულია 180° კუთხით, BeH 2 მოლეკულა წრფივია.
ე.		ელექტრონეგატიურობა χ H = 2,1, χ Be = 1,5, შესაბამისად ბმა არის კოვალენტური პოლარული, ელექტრონის სიმკვრივე გადადის წყალბადის ატომში, მასზე ჩნდება მცირე უარყოფითი მუხტი δ–. ბერილიუმის ატომზე δ+. ვინაიდან დადებითი და უარყოფითი მუხტის სიმძიმის ცენტრები ემთხვევა (ის სიმეტრიულია), მოლეკულა არ არის დიპოლი.

მსგავსი მსჯელობა ხელს შეუწყობს მოლეკულების გეომეტრიის აღწერას sp 2 - და sp 3-ჰიბრიდული ორბიტალი (ცხრილი 8).

ცხრილი 8. BF 3 და CH 4 მოლეკულების გეომეტრია

დავალება 3. BC მეთოდის საფუძველზე, ავიღოთ H 2 O მოლეკულის სივრცითი სტრუქტურა და დაადგინოთ არის თუ არა მოლეკულა დიპოლური. არსებობს ორი შესაძლო გამოსავალი, ისინი წარმოდგენილია ცხრილებში 9 და 10.

ცხრილი 9. H 2 O მოლეკულის გეომეტრიის განსაზღვრა (ორბიტალური ჰიბრიდიზაციის გარეშე)

	ელექტრონული კონფიგურაცია	გარე დონის ორბიტალების გრაფიკული გამოსახულება	შენიშვნები
ა.
ბ.	H: 1 ს 1 O: 2 ს 2 2გვ 4
ვ.			საკმარისია დაუწყვილებელი ელექტრონები წყალბადის ატომებთან ორი ϭ ბმის შესაქმნელად.
გ.			ჰიბრიდიზაცია შეიძლება უგულებელყო
დ.
ე.

ამრიგად, წყლის მოლეკულას უნდა ჰქონდეს კავშირის კუთხე დაახლოებით 90°. თუმცა, ბმებს შორის კუთხე არის დაახლოებით 104°.

ამის ახსნა შეიძლება

1) წყალბადის ატომების მოგერიება, რომლებიც მდებარეობს ერთმანეთთან ახლოს.

2) ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია (ცხრილი 10).

ცხრილი 10. H 2 O მოლეკულის გეომეტრიის განსაზღვრა (ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის გათვალისწინებით)

	ელექტრონული კონფიგურაცია	გარე დონის ორბიტალების გრაფიკული გამოსახულება	შენიშვნები
ა.			ცენტრალური ატომი არის ჟანგბადი. მას სჭირდება წყალბადის ატომებთან ორი ϭ ბმის ჩამოყალიბება.
ბ.	H: 1 ს 1 O: 2 ს 2 2გვ 4		წყალბადის ატომს აქვს დაუწყვილებელი ელექტრონი, ხოლო ჟანგბადის ატომს აქვს ორი დაუწყვილებელი ელექტრონი.
ვ.			წყალბადის ატომს აქვს დაუწყვილებელი ელექტრონი, ხოლო ჟანგბადის ატომს აქვს ორი დაუწყვილებელი ელექტრონი.
გ.			104° კუთხე მიუთითებს არსებობაზე sp 3-ჰიბრიდიზაცია.
დ.			ორი sp 3-ჰიბრიდული ორბიტალები განლაგებულია დაახლოებით 109°-ის კუთხით, H 2 O მოლეკულა ფორმის ახლოს არის ტეტრაედრონთან, ბმის კუთხის შემცირება აიხსნება ელექტრონების არაშემაკავშირებელ წყვილის გავლენით.
ე.		ელექტრონეგატიურობა χ Н = 2,1, χ О = 3,5, შესაბამისად ბმა არის კოვალენტური პოლარული, ელექტრონის სიმკვრივე გადადის ჟანგბადის ატომში, მასზე ჩნდება მცირე უარყოფითი მუხტი 2δ– წყალბადის ატომზე δ+. ვინაიდან დადებითი და უარყოფითი მუხტების სიმძიმის ცენტრები ერთმანეთს არ ემთხვევა (ეს არ არის სიმეტრიული), მოლეკულა არის დიპოლური.

მსგავსი მსჯელობა საშუალებას იძლევა ახსნას ბმის კუთხეები ამიაკის მოლეკულაში NH 3. ჰიბრიდიზაცია, რომელიც მოიცავს მარტოხელა ელექტრონულ წყვილებს, ჩვეულებრივ, ვარაუდობენ მხოლოდ II პერიოდის ელემენტების ატომების ორბიტალებს. ბმის კუთხეები მოლეკულებში H 2 S = 92 °, H 2 Se = 91 °, H 2 Te = 89 °. იგივე შეინიშნება NH 3, РH 3, AsH 3 სერიებში. ამ მოლეკულების გეომეტრიის აღწერისას, ტრადიციულად, ან არ მიმართავენ ჰიბრიდიზაციის კონცეფციას, ან ტეტრაედრული კუთხის შემცირებას ხსნიან მარტოხელა წყვილის გავლენით.

ატომური ორბიტალებისა და მოლეკულური გეომეტრიის ჰიბრიდიზაცია

მნიშვნელოვანი მახასიათებელიორზე მეტი ატომისგან შემდგარი მოლეკულა არის მისი გეომეტრიული კონფიგურაცია.იგი განისაზღვრება ატომური ორბიტალების ურთიერთგანლაგებით, რომლებიც მონაწილეობენ ქიმიური ბმების წარმოქმნაში.

ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვა შესაძლებელია მხოლოდ ელექტრონული ღრუბლების გარკვეული ფარდობითი ორიენტირებით; ამ შემთხვევაში, გადახურვის რეგიონი განლაგებულია გარკვეული მიმართულებით ურთიერთმოქმედ ატომებთან მიმართებაში.

ცხრილი 1 ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია და მოლეკულების სივრცითი კონფიგურაცია

აღგზნებულ ბერილიუმის ატომს აქვს კონფიგურაცია 2s 1 2p 1, აღგზნებულ ბორის ატომს აქვს კონფიგურაცია 2s 1 2p 2, ხოლო აღგზნებულ ნახშირბადის ატომს აქვს კონფიგურაცია 2s 1 2p 3. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ქიმიური ბმების ფორმირებაში მონაწილეობის მიღება შეუძლია არა ერთსა და იმავე, არამედ სხვადასხვა ატომურ ორბიტალებს. მაგალითად, ისეთ ნაერთებში, როგორიცაა BeCl 2, BeCl 3, CCl 4, უნდა არსებობდეს არათანაბარი სიძლიერის და მიმართულების ბმები, ხოლო σ-ბმები p-ორბიტალებიდან უფრო ძლიერი უნდა იყოს ვიდრე s-ორბიტალებიდან, რადგან p-ორბიტალებისთვის უფრო მეტია ხელსაყრელი პირობებიგადახურვისთვის. თუმცა, გამოცდილება აჩვენებს, რომ მოლეკულებში, რომლებიც შეიცავს ცენტრალურ ატომებს სხვადასხვა ვალენტური ორბიტალებით (s, p, d), ყველა ბმა ექვივალენტურია. ამის ახსნა მისცეს სლეიტერმა და პაულინგმა. მათ დაასკვნეს, რომ სხვადასხვა ორბიტალები, რომლებიც არ განსხვავდებიან ენერგიით, ქმნიან ჰიბრიდული ორბიტალების შესაბამის რაოდენობას. ჰიბრიდული (შერეული) ორბიტალები წარმოიქმნება სხვადასხვა ატომური ორბიტალებისგან. ჰიბრიდული ორბიტალების რაოდენობა უდრის ატომური ორბიტალების რაოდენობას, რომლებიც მონაწილეობენ ჰიბრიდიზაციაში. ჰიბრიდული ორბიტალები იდენტურია ელექტრონული ღრუბლის ფორმით და ენერგიით. ატომურ ორბიტალებთან შედარებით, ისინი უფრო წაგრძელებული არიან ქიმიური ბმების წარმოქმნის მიმართულებით და, შესაბამისად, უზრუნველყოფენ ელექტრონული ღრუბლების უკეთეს გადახურვას.

ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია მოითხოვს ენერგიას, ამიტომ იზოლირებულ ატომში ჰიბრიდული ორბიტალები არასტაბილურია და მიდრეკილია გადაიქცევა სუფთა AO-ებად. როდესაც იქმნება ქიმიური ბმები, ჰიბრიდული ორბიტალები სტაბილიზდება. ჰიბრიდული ორბიტალების მიერ წარმოქმნილი უფრო ძლიერი ბმების გამო, მეტი ენერგია გამოიყოფა სისტემიდან და შესაბამისად სისტემა უფრო სტაბილური ხდება.

sp-ჰიბრიდიზაცია ხდება, მაგალითად, Be, Zn, Co და Hg (II) ჰალოიდების წარმოქმნის დროს. ვალენტურ მდგომარეობაში, ყველა ლითონის ჰალოიდი შეიცავს s და p-დაწყვილებულ ელექტრონებს შესაბამის ენერგეტიკულ დონეზე. როდესაც მოლეკულა იქმნება, ერთი s და ერთი p ორბიტალი ქმნიან ორ ჰიბრიდულ sp ორბიტალს 180 გრადუსიანი კუთხით.

ნახ.3 sp ჰიბრიდული ორბიტალები

ექსპერიმენტული მონაცემები აჩვენებს, რომ Be, Zn, Cd და Hg(II) ჰალოიდები ყველა წრფივია და ორივე ბმა ერთნაირი სიგრძისაა.

sp 2 ჰიბრიდიზაცია

ერთი s-ორბიტალისა და ორი p-ორბიტალის ჰიბრიდიზაციის შედეგად წარმოიქმნება სამი ჰიბრიდული sp 2 ორბიტალი, რომლებიც განლაგებულია ერთ სიბრტყეში ერთმანეთის მიმართ 120 o კუთხით. ეს არის, მაგალითად, BF 3 მოლეკულის კონფიგურაცია:

ნახ.4 sp 2 ჰიბრიდიზაცია

sp 3 ჰიბრიდიზაცია

ნახშირბადის ნაერთებისთვის დამახასიათებელია sp 3 ჰიბრიდიზაცია. ერთი ს ორბიტალისა და სამის ჰიბრიდიზაციის შედეგად

p-ორბიტალი, იქმნება ოთხი ჰიბრიდული sp 3 ორბიტალი, მიმართული ტეტრაედრის წვეროებისკენ, ორბიტალებს შორის კუთხით 109,5 o. ჰიბრიდიზაცია ვლინდება ნახშირბადის ატომის სხვა ატომებთან ბმების სრულ ეკვივალენტობაში ნაერთებში, მაგალითად, CH 4, CCl 4, C(CH 3) 4 და ა.შ.

ნახ.5 sp 3 ჰიბრიდიზაცია

თუ ყველა ჰიბრიდული ორბიტალი დაკავშირებულია ერთსა და იმავე ატომებთან, მაშინ ბმები არ განსხვავდება ერთმანეთისგან. სხვა შემთხვევებში, მცირე გადახრები ხდება სტანდარტული კავშირის კუთხეებიდან. მაგალითად, წყლის მოლეკულაში H 2 O, ჟანგბადი - sp 3 -ჰიბრიდი, მდებარეობს არარეგულარული ტეტრაედრის ცენტრში, რომლის წვეროებზე "იყურება" წყალბადის ორი ატომი და ორი მარტოხელა წყვილი ელექტრონი (ნახ. 2). . მოლეკულის ფორმა კუთხოვანია ატომების ცენტრებიდან დათვალიერებისას. HOH კავშირის კუთხე არის 105°, რაც საკმაოდ ახლოსაა 109°-ის თეორიულ მნიშვნელობასთან.

სურ.6 sp 3 - ჟანგბადისა და აზოტის ატომების ჰიბრიდიზაცია მოლეკულებში ა) H 2 O და ბ) NCl 3.

თუ არ არსებობდა ჰიბრიდიზაცია (O-H ბმების „განლაგება“), HOH ბმის კუთხე იქნებოდა 90°, რადგან წყალბადის ატომები მიმაგრებული იქნებოდნენ ორ ერთმანეთის პერპენდიკულარულ p ორბიტალზე. ამ შემთხვევაში ჩვენი სამყარო ალბათ სულ სხვანაირად გამოიყურებოდა.

ჰიბრიდიზაციის თეორია ხსნის ამიაკის მოლეკულის გეომეტრიას. აზოტის 2s და სამი 2p ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის შედეგად წარმოიქმნება ოთხი sp 3 ჰიბრიდული ორბიტალი. მოლეკულის კონფიგურაცია არის დამახინჯებული ტეტრაედონი, რომელშიც სამი ჰიბრიდული ორბიტალი მონაწილეობს ქიმიური ბმის ფორმირებაში, ხოლო მეოთხე წყვილი ელექტრონით არა. კუთხეებს შორის N-H ობლიგაციებიარ არის ტოლი 90°-ისა, როგორც პირამიდაში, მაგრამ ასევე არ არის ტოლი 109,5°-ის, რომელიც შეესაბამება ტეტრაედარს.

ნახ.7 sp 3 - ჰიბრიდიზაცია ამიაკის მოლეკულაში

წყალბადის იონთან ამიაკის ურთიერთქმედებისას დონორ-მიმღები ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ამონიუმის იონი, რომლის კონფიგურაცია არის ტეტრაედონი.

ჰიბრიდიზაცია ასევე ხსნის კუთხის განსხვავებას შორის O-H კავშირებიკუთხის წყლის მოლეკულაში. ჟანგბადის 2s და სამი 2p ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის შედეგად წარმოიქმნება ოთხი sp 3 ჰიბრიდული ორბიტალი, რომელთაგან მხოლოდ ორი მონაწილეობს ქიმიური ბმის ფორმირებაში, რაც იწვევს ტეტრაედონის შესაბამისი კუთხის დამახინჯებას. .

სურ.8 sp 3 ჰიბრიდიზაცია წყლის მოლეკულაში

ჰიბრიდიზაცია შეიძლება მოიცავდეს არა მხოლოდ s- და p-ორბიტალებს, არამედ d- და f-ორბიტალებსაც.

sp 3 d 2 ჰიბრიდიზაციისას იქმნება 6 ეკვივალენტური ღრუბელი. იგი შეინიშნება ისეთ ნაერთებში, როგორიცაა 4-, 4-. ამ შემთხვევაში, მოლეკულას აქვს ოქტაედრის კონფიგურაცია:

ბრინჯი. 9 d 2 sp 3 -ჰიბრიდიზაცია იონში 4-

ჰიბრიდიზაციის შესახებ იდეები შესაძლებელს ხდის მოლეკულების ისეთი სტრუქტურული თავისებურებების გაგებას, რომლებიც სხვაგვარად ვერ აიხსნება.

ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია (AO) იწვევს ელექტრონული ღრუბლის გადაადგილებას სხვა ატომებთან ბმების ფორმირების მიმართულებით. შედეგად, ჰიბრიდული ორბიტალების გადახურვის არეები უფრო დიდი აღმოჩნდება, ვიდრე სუფთა ორბიტალებისთვის და ბმის სიძლიერე იზრდება.

კოვალენტური ბმები ყველაზე გავრცელებულია ორგანული ნივთიერებების სამყაროში, მათ ახასიათებთ გაჯერება, პოლარიზება და მიმართულება სივრცეში.

კოვალენტური ბმის გაჯერება მდგომარეობს იმაში, რომ საერთო ელექტრონული წყვილების რაოდენობა, რომელიც შეიძლება შექმნას კონკრეტულ ატომში, შეზღუდულია. ამის გამო, კოვალენტურ ნაერთებს აქვთ მკაცრად განსაზღვრული შემადგენლობა. ამიტომ, მაგალითად, არსებობს მოლეკულები H 2, N 2, CH 4, მაგრამ არ არსებობს მოლეკულები H 3, N 4, CH 5.

კოვალენტური ბმის პოლარიზებადობა არის მოლეკულების (და მათში არსებული ცალკეული ბმების) უნარი შეცვალონ პოლარობა გარეგანი გავლენის ქვეშ. ელექტრული ველი- პოლარიზება.

პოლარიზაციის შედეგად, არაპოლარული მოლეკულები შეიძლება გახდეს პოლარული, ხოლო პოლარული შეიძლება გადაიქცეს კიდევ უფრო პოლარად, ინდივიდუალური ობლიგაციების სრულ გაწყვეტამდე იონების წარმოქმნით:

კოვალენტური ბმის მიმართულება განპირობებულია იმით, რომ p-, d- და f- ღრუბლები გარკვეულწილად არის ორიენტირებული სივრცეში. კოვალენტური ბმის მიმართულება გავლენას ახდენს ნივთიერებების მოლეკულების ფორმაზე, მათ ზომებზე, ატომთაშორის მანძილებზე, ბმის კუთხეზე, ანუ მოლეკულების გეომეტრიაზე.

ორგანული და არაორგანული ნივთიერებების მოლეკულების ფორმის უფრო სრულყოფილი სურათი შეიძლება ჩამოყალიბდეს ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის ჰიპოთეზის საფუძველზე. იგი შემოგვთავაზა ლ. პაულინგმა (აშშ) იმის ასახსნელად, თუ რა შეიქმნა გამოყენებით ფიზიკური მეთოდებინივთიერებების შესწავლა, ყველა ქიმიური ბმის ეკვივალენტობის ფაქტი და მათი სიმეტრიული განლაგება მოლეკულების ცენტრთან CH 4, BF 3, BeCl 2. თითოეულ შემთხვევაში, σ ბმების წარმოქმნა ცენტრალური ატომიდან (C, B, Be) უნდა მოიცავდეს ელექტრონებს, რომლებიც მდებარეობს სხვადასხვა სახელმწიფოები(s და p), ამიტომ ისინი არ შეიძლება იყვნენ ეკვივალენტები. თეორიამ ვერ შეძლო ფაქტების ახსნა, წარმოიშვა წინააღმდეგობა, რომელიც მოგვარდა ახალი ჰიპოთეზის დახმარებით. ეს არის ერთ-ერთი მაგალითი, რომელიც გვიჩვენებს მიმდებარე სამყაროს ადამიანური ცოდნის განვითარების გზას, ფენომენების არსში უფრო ღრმად შეღწევის შესაძლებლობას.

კურსში გაეცანით ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის ჰიპოთეზას ორგანული ქიმიამაგალითად ნახშირბადის ატომის გამოყენებით. კიდევ ერთხელ შეგახსენოთ ეს.

როდესაც წარმოიქმნება მეთანის მოლეკულა CH 4, ნახშირბადის ატომი ძირითადი მდგომარეობიდან გადადის აღგზნებულ მდგომარეობაში:

აღგზნებული ნახშირბადის ატომის გარე ელექტრონული ფენა შეიცავს ერთ s-ელექტრონს და სამ დაუწყვილებელ p-ელექტრონს, რომლებიც ქმნიან ოთხ σ-ბმას წყალბადის ატომების ოთხ s-ელექტრონთან. ამ შემთხვევაში, მოსალოდნელია, რომ სამი C--H ბმა, რომელიც წარმოიქმნება ნახშირბადის ატომის სამი p-ელექტრონის სამი წყალბადის ატომის სამ s-ელექტრონთან (s-p σ ბმა) დაწყვილების გამო, უნდა განსხვავდებოდეს მეოთხედან (s-s). ) კავშირი ძალაში, სიგრძეში, მიმართულებაში. მეთანის მოლეკულებში ელექტრონის სიმკვრივის შესწავლა აჩვენებს, რომ მის მოლეკულაში ყველა ბმა არის ეკვივალენტური და მიმართულია ტეტრაედრის წვეროებისკენ (ნახ. 10). ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის ჰიპოთეზის მიხედვით, მეთანის მოლეკულის ოთხი კოვალენტური ბმა წარმოიქმნება არა ნახშირბადის ატომის „სუფთა“ s- და p-ღრუბლების მონაწილეობით, არამედ ე.წ. ჰიბრიდის მონაწილეობით, ე.ი. , საშუალო, ექვივალენტური ელექტრონული ღრუბლები.

ბრინჯი. 10. მეთანის მოლეკულის ბურთულა და ჯოხის მოდელი

ამ მოდელის მიხედვით, ჰიბრიდული ატომური ორბიტალების რაოდენობა უდრის ორიგინალური „სუფთა“ ორბიტალების რაოდენობას. შესაბამის ჰიბრიდულ ღრუბლებს აქვთ უფრო ხელსაყრელი გეომეტრიული ფორმა, ვიდრე s- და p- ღრუბლები; მათი ელექტრონული სიმკვრივე განსხვავებულად არის განაწილებული, რაც უზრუნველყოფს წყალბადის ატომების s-ღრუბელებთან უფრო სრულ გადახურვას, ვიდრე ეს იქნება "სუფთა" s- და. პ-ღრუბლები.

მეთანის მოლეკულაში და სხვა ალკანებში, ისევე როგორც ორგანული ნაერთების ყველა მოლეკულაში, ერთი ბმის ადგილზე, ნახშირბადის ატომები იმყოფებიან sp 3 ჰიბრიდიზაციის მდგომარეობაში, ანუ ნახშირბადის ატომში, ერთი s- და სამი. p-ატომურმა ღრუბლებმა განიცადეს ჰიბრიდიზაცია და ოთხი ჩამოყალიბდა ღრუბლის იდენტური ჰიბრიდული sp 3 -ატომური ორბიტალი.

ნახშირბადის ატომის შესაბამისი ოთხი ჰიბრიდული sp 3 ღრუბლის გადაფარვის შედეგად ოთხი წყალბადის ატომის s ღრუბლებით, წარმოიქმნება მეთანის ტეტრაედრული მოლეკულა ოთხი იდენტური σ ბმებით, რომელიც მდებარეობს 109°28" კუთხით (ნახ. 11).

ბრინჯი. თერთმეტი.
ვალენტური ელექტრონული ღრუბლების sp 3 ჰიბრიდიზაციის სქემები (a) და მეთანის მოლეკულაში ბმების წარმოქმნა (b)

ამ ტიპის ატომური ჰიბრიდიზაცია და, შესაბამისად, ტეტრაედრული სტრუქტურა ასევე დაახასიათებს ნახშირბადის ანალოგის - სილიციუმის ნაერთების მოლეკულებს: SiH 4, SiCl 4.

წყლისა და ამიაკის მოლეკულების წარმოქმნის დროს ასევე ხდება ჟანგბადისა და აზოტის ატომების ვალენტური ატომური ორბიტალების sp 3 ჰიბრიდიზაცია. თუმცა, თუ ნახშირბადის ატომს აქვს ოთხივე ჰიბრიდული sp 3 ღრუბელი, რომელიც დაკავებულია საერთო ელექტრონული წყვილებით, მაშინ აზოტის ატომს აქვს ერთი sp 3 ღრუბელი, რომელიც დაკავებულია მარტოხელა ელექტრონული წყვილით, ხოლო ჟანგბადის ატომს უკვე აქვს ორი sp 3 ღრუბელი დაკავებული მათ მიერ (ნახ. 12).

ბრინჯი. 12.
ამიაკის, წყლის და წყალბადის ფტორიდის მოლეკულების ფორმები

მარტოხელა ელექტრონული წყვილების არსებობა იწვევს კავშირის კუთხეების შემცირებას (ცხრილი 8) ტეტრაედრულებთან შედარებით (109°28").

ცხრილი 8
კავშირი მარტოხელა ელექტრონული წყვილების რაოდენობასა და ბმის კუთხეს შორის მოლეკულებში

sp 3 -ჰიბრიდიზაცია შეინიშნება არა მხოლოდ ატომების რთულ ნივთიერებებში, არამედ ატომებში მარტივი ნივთიერებები. მაგალითად, ნახშირბადის ისეთი ალოტროპული მოდიფიკაციის ატომებში, როგორიცაა ალმასი.

ბორის ზოგიერთი ნაერთების მოლეკულებში ხდება ბორის ატომის ვალენტური ატომური ორბიტალების sp 2 ჰიბრიდიზაცია.

ბორის ატომისთვის აღგზნებულ მდგომარეობაში, ერთი s- და ორი p-ორბიტალი მონაწილეობს ჰიბრიდიზაციაში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სამი sp 2 ჰიბრიდული ორბიტალი; შესაბამისი ჰიბრიდული ღრუბლების ღერძი განლაგებულია სიბრტყეში 120° კუთხით. ერთმანეთს (სურ. 13).

ბრინჯი. 13.
8р 2 - ჰიბრიდიზაციის სქემები და sp 2 - ღრუბლების მდებარეობა სივრცეში

მაშასადამე, ასეთი ნაერთების მოლეკულებს, მაგალითად BF3-ს, აქვთ ბრტყელი სამკუთხედის ფორმა (სურ. 14).

ბრინჯი. 14.
BF3 მოლეკულის სტრუქტურა

IN ორგანული ნაერთებიროგორც მოგეხსენებათ, sp 2 ჰიბრიდიზაცია დამახასიათებელია ნახშირბადის ატომებისთვის ალკენის მოლეკულებში ორმაგი ბმის ადგილზე, რაც ხსნის მოლეკულების ამ ნაწილების სიბრტყეტურ სტრუქტურას, ასევე დიენებისა და არენების მოლეკულებს. sp 2 -ჰიბრიდიზაცია ასევე შეინიშნება ნახშირბადის ატომებში და ნახშირბადის ისეთ ალოტროპულ მოდიფიკაციაში, როგორიცაა გრაფიტი.

ზოგიერთი ბერილიუმის ნაერთების მოლეკულებში შეინიშნება ბერილიუმის ატომის ვალენტური ორბიტალების sp ჰიბრიდიზაცია აღგზნებულ მდგომარეობაში.

ორი ჰიბრიდული ღრუბელი ერთმანეთზე ორიენტირებულია 180°-ის კუთხით (ნახ. 15) და ამიტომ ბერილიუმის ქლორიდის BeCl 2 მოლეკულას აქვს წრფივი ფორმა.

ბრინჯი. 15.
sp-ჰიბრიდიზაციის სქემები და sp- ღრუბლების მდებარეობა სივრცეში

ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის მსგავსი ტიპი არსებობს ნახშირბადის ატომებისთვის ალკინებში - აცეტილენის სერიის ნახშირწყალბადები - სამმაგი ბმის ადგილზე.

ორბიტალების ეს ჰიბრიდიზაცია დამახასიათებელია ნახშირბადის ატომებისთვის მის სხვა ალოტროპულ მოდიფიკაციაში - კარბინში:

ცხრილი 9 გვიჩვენებს მოლეკულების გეომეტრიული კონფიგურაციის ტიპებს, რომლებიც შეესაბამება A ცენტრალური ატომის ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის გარკვეულ ტიპებს, თავისუფალი (არაშემაკავშირებელი) ელექტრონული წყვილების რაოდენობის გავლენის გათვალისწინებით.

ცხრილი 9
შესაბამისი მოლეკულების გეომეტრიული კონფიგურაციები სხვადასხვა სახისცენტრალური ატომის გარე ელექტრონული ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია

კითხვები და ამოცანები § 7-ისთვის

1. ნახშირბადის, აზოტის და ჟანგბადის წყალბადის ნაერთების მოლეკულებში, რომელთა ფორმულებია CH 4, NH 3 და H 2 O, ცენტრალური არამეტალის ატომების ვალენტური ორბიტალები sp 3 ჰიბრიდიზაციის მდგომარეობაშია, მაგრამ ბმა ბმებს შორის კუთხეები განსხვავებულია - შესაბამისად 109°28" 107°30" და 104°27". როგორ შეიძლება ეს აიხსნას?
2. რატომ არის გრაფიტი ელექტროგამტარი და ბრილიანტი არა?
3. რა გეომეტრიული ფორმა ექნება ორი ფტორიდის - ბორის და აზოტის (შესაბამისად BF 3 და NF 3) მოლეკულებს? გაეცით დასაბუთებული პასუხი.
4. სილიციუმის ფტორიდის მოლეკულას SiF 4 აქვს ტეტრაედრული სტრუქტურა, ხოლო ბრომის ქლორიდის მოლეკულას BCl 3 აქვს სამკუთხედის ფორმა - პლანი. რატომ?