Եկեք խոսենք այն մասին, թե ինչպես որոշել հիբրիդացման տեսակը, ինչպես նաեւ դիտարկել մոլեկուլի երկրաչափական կառուցվածքը:

Ժամկետի առաջացման պատմությունը

Քսաներորդ դարի սկզբին Լ. Պինգինգլը առաջարկվեց կովալենտային կապով մոլեկուլների երկրաչափության տեսություն: Էլեկտրոնային ամպերի համընկնումը ընդունվել է որպես հաղորդակցության ձեւավորման հիմք: Մեթոդը սկսեց կոչվել Վալենս պարտատոմսեր: Ինչպես որոշել կապերի մեջ ատոմների հիբրիդացման տեսակը: Տեսության հեղինակը առաջարկեց հաշվի առնել Հիբրիդային ուղեծրեր.

Սահմանում

Որպեսզի հասկանալ, թե ինչպես որոշել հիբրիդացման տեսակը կապերում, մենք կվերլուծենք այս տերմինը:

Հիբրիդացումը էլեկտրոնային ուղեծրեր է խառնում: Այս գործընթացը ուղեկցվում է դրանցում էներգիայի բաշխմամբ, փոխելով դրանց ձեւը: Կախված, թե որից եւ P- ուղեծրերը խառնվում են, հիբրիդացման տեսակը կարող է տարբեր լինել: Օրգանական միացություններում ածխածնի ատոմը կարող է գոյություն ունենալ SP2 պետական \u200b\u200bSP3- ում: Կան ավելին Բարդ ձեւերԲացի SP- ից, ներգրավված են D-Orbitals- ը:

Մոլեկուլներում անօրգանական նյութերի նույնականացման կանոններ

Հնարավոր է նույնականացնել հիբրիդացման տարբերակը միացությունների համար `կովալենտ քիմիական պարտատոմսով, որն ունի W ՕՈՒՆ: Ա-ն մայրական ատոմն է, որը գտնվում է Ligand- ում, P թիվը երկու եւ ավելի բարձր է: Նման իրավիճակում հիբրիդացման մեջ կմտնի հիմնական ատոմի միայն վալենտային ուղեծրերը:

Որոշելու մեթոդներ

Խոսեք մանրամասնել, թե ինչպես որոշել հիբրիդացման տեսակը: Քիմիական իմաստով այս տերմինը ենթադրում է ուղեծրի էներգիայի եւ ձեւի փոփոխություն: Նմանատիպ գործընթաց կա այն դեպքերում, երբ էլեկտրոնները օգտագործվում են հաղորդակցություն ձեւավորելու համար, որոնք պատկանում են տարբեր տեսակի:

Հասկանալու համար, թե ինչպես որոշել հիբրիդացման տեսակը, հաշվի առեք մեթանի մոլեկուլը: Այս նյութը Նա հագեցած (սահմանային) ածխաջրածինների հոմոլոգիական շարքի առաջին ներկայացուցիչն է: CH4 մոլեկուլի տարածության մեջ տետրովդրոն է: Միակ ածխածնի ատոմը կապ ունի ջրածնի հետ, որը նման է էներգիայով եւ երկարությամբ: Նման հիբրիդային ամպեր ձեւավորելու համար օգտագործվում են երեք R- եւ մեկ ES էլեկտրոն:

Չորս ամպը խառնվում է, եւ չորս նույնական (հիբրիդային) տեսակ, որոնք տեղի են ունենում սխալ ընթացքի ձեւ: Զանգահարեք նման տեսակի հիբրիդացման SP3: Բոլոր ածխաջրածինները, որոնցում միայն պարզ (միայնակ) հաղորդակցությունները բնութագրվում են ածխածնի ատոմի այսպիսի տեսակից: Վալանսի անկյունը 109 աստիճան է 28 րոպե:

Եկեք շարունակենք զրույցը, թե ինչպես որոշել հիբրիդացման տեսակը: Էթիլենային շարքի օրինակները գաղափար են տալիս SP2 հիբրիդացման մասին: Օրինակ, քիմիական պարտատոմսերի ձեւավորման մեջ չորս էթիլեն մոլեկուլում օգտագործվում են ընդամենը երեքը: Մնացած ննջալի P-Electre- ը գնում է կրկնակի պարտատոմսերի ձեւավորմանը:

Acetylene- ը SPN2P-2 դասի ամենապարզ ներկայացուցիչն է: Hydropharbons- ի այս դասի առանձնահատկությունն է եռակի կապի առկայությունը: Ածխածնի ատոմի չորս վալենտների էլեկտրոններից, ընդամենը երկու փոփոխություն են փոխում իրենց ձեւը եւ էներգիան, դառնալով հիբրիդ: Մնացած երկու էլեկտրոնները մասնակցում են երկու երկակի պարտատոմսերի ձեւավորմանը, որոշելով օրգանական միացությունների այս դասի չհագեցած բնույթը:

Եզրակացություն

Հաշվի առնելով օրգանական եւ հիբրիդացման հետ կապված հարցը, տեղի է ունենում դրանց էներգիայի հավասարեցումը եւ ձեւը: Կապված ատոմի առանցքի մերձակայքում գտնվող էլեկտրոնը բնութագրվում է ուղեծրի համադրությամբ, որն ունի նույն տեղեկատվությունը հիբրիդացման տեսակի մասին, հնարավոր է դարձնում գնահատել Քիմիական հատկություններ Նյութեր:

Հիբրիդացում - Սա մոլեկուլային ուղեծրերի միջեւ փոխգործակցության երեւույթն է էներգիային եւ ունենալու համար Ընդհանուր տարրեր Սիմետրիա, էներգետիկ ստորին հիբրիդային ուղեծրերով:

Տիեզերքում քիմիական պարտատոմսերի համընկնումը ավելի լիովին էլեկտրոնային ամպերը, էլեկտրոնները գտնվում են համընկնման եւ հաղորդակցման ոլորտում, եւ որքան ուժեղ է այս ատոմների միջեւ քիմիական կապը

Երբեմն ատոմների միջեւ կապը ավելի ուժեղ է, քան դա կարելի էր ակնկալել հաշվարկի հիման վրա: Ենթադրվում է, որ ատոմային ուղեծրը վերցնում է այն ձեւը, որը թույլ է տալիս այն ավելի լիովին համընկնել հարեւան ատոմի ուղեծրին: Ատոմային ուղեծրը կարող է փոխել իր ձեւը միայն նույն ատոմի այլ սիմետրիայի այլ ատոմային ուղեծրերի հետ համատեղելով: Տարբեր ուղեծրերի (S, P, D) համադրության արդյունքում առաջանում են միջանկյալ ձեւի նոր ատոմային ուղեծրեր, որոնք կոչվում են հիբրիդ .

Նոր orbital- ի տարբեր ատոմային ուղեծրերի վերակազմավորում, միջին հաշվով, որը կոչվում է հիբրիդացում .

Հիբրիդային ուղեծրի քանակը հավասար է աղբյուրի քանակին:Այսպիսով, S եւ P-Orbitals- ի (SP- հիբրիդացում) համադրությամբ ծագում են երկու հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք կողմնորոշված \u200b\u200bեն միմյանց մոտ 180 ° անկյան տակ, նկար 3-ը, սեղան: 5 եւ 6:

(S + P) - երկու SP - orbital երկու SP-Hybrid

ուղեծրի

Գծապատկեր 3 - SP - Վալենտի ուղեծրերի հիպրիդացում

Աղյուսակ 6 - Hybrid Orbital- ի կրթություն

Աղյուսակ 7 - Որոշ մոլեկուլների V եւ VI ժամանակահատվածների ձեւավորում

Հիբրիդային ուղեծրերի էլեկտրոնների կողմից ձեւավորված քիմիական պարտատոմսեր, որոնք ամրագրված են ոչ հիբրիդային ուղեծրերի էլեկտրոնների մասնակցությամբ, քանի որ հիբրիդացումը, համընկնումը տեղի է ունենում Ավելի քան. Հիբրիդային ուղեծրի ձեւը միայն S-Community.

Ուղեծրներ, որոնք նման էներգիան ունեն, կարող են ենթարկվել հիբրիդացման:Փոքր արժեք ունեցող ատոմներ, հիբրիդացման միջուկի մեղադրանքը հարմար է միայն s- եւ r - orbital: Սա առավելագույնը բնութագիր է երկրորդ շրջանի II- ի - VI խմբերը, աղյուսակը: 6 եւ 7:

Խմբերի մեջ վերեւից ներքեւԱտոմի շառավղով աճով կովալենտային պարտատոմսեր ձեւավորելու ունակությունը թուլանում է, S - եւ P-էլեկտրոնների էներգիաների տարբերությունը մեծանում է, նվազում է դրանց հիբրիդացման հնարավորությունը:

Պարտատոմսերի ձեւավորման մեջ ներգրավված էլեկտրոնային ուղեծրերը, եւ դրանց տարածական կողմնորոշումը որոշում է մոլեկուլների երկրաչափական ձեւը:

Մոլեկուլների գծային ձեւ. Մոլեկուլների գծային ձեւ ունեցող միացությունները ձեւավորվում են համընկնումից հետո.

1. Երկու S- ուղեղներ (S - S հաղորդակցություն). H 2, NA 2, K 2 եւ այլն:

2. S - եւ p-orbitals (S - R կապ). NS1, HBR եւ այլն:

3. Երկու p- orbitals (P - R կապ). F 2, C1 2, BR 2 եւ այլն:

s-S S-P RR

Գծապատկեր 4 - գծային մոլեկուլներ

Մոլեկուլների գծային ձեւը ձեւավորում է նաեւ խմբերի որոշ տարրերի ատոմներ ջրածնի ատոմներով կամ հալոգենով (երակներ 2, Vegan 2, ZNG 2): Հաշվի առեք քաշի մոլեկուլների ձեւավորումը 1 2-ը: Հուզված վիճակում գտնվող բերիլիումի ատոմն ունի երկու անսպառ էլեկտրոններ (2S L եւ 2P 1), հետեւաբար, տեղի է ունենում SP- հիբրիդացում, որի վրա ձեւավորվում են երկու SP- հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք գտնվում են միմյանց հետ, 180 ° անկյան տակ (տես Orbital- ը) հիբրիդացում): Երբ բերիլումը փոխազդում է հալոգենների հետ, այն տեղի է ունենում երկու SP- հիբրիդային ուղեծրային բերիլի ատոմներ երկու քլորի ատոմների P- ուղեղներով, ձեւավորվում է գծային մոլեկուլ, FIG: Հինգ.

Գծապատկեր 5 - գծային BECL 2 մոլեկուլ

Մոլեկուլների եռանկյունաձեւ ձեւ Տեղի է ունենում Բորոն Հալսի, ալյումինե ձեւավորմամբ: Հուզված բոտ ատոմն ունի երեք չվճարված էլեկտրոններ (2S 1 եւ 2R 2), երբ ձեւավորվում են քիմիական պարտատոմսերը, տեղի է ունենում SP 2 հիբրիդացում եւ ձեւավորվում են երեք SP 2-ը, որոնք գտնվում են նույն ինքնաթիռում եւ կողմնորոշված \u200b\u200bեն 120 ° անկյան տակ, Նկար: 6.

(S + P + P) - երեք SP 2 - հիբրիդ

orbital Orbital

Գծապատկեր 6 - SP 2 -H- ի վալենտի ուղեծրով (ա) եւ

Եռանկյունաձեւ անցքերի մոլեկուլ 3 (բ)

Քլորի հետ բորոնի փոխազդեցության մեջ տեղի են ունենում երեք քլորի ատոմի P-Orom- ի Boron Atom- ի երեք հիբրիդային ուղեծրերը, արդյունքում, արդյունքում ձեւավորվում է մի մոլեկուլ, ունի հարթ եռանկյունի ձեւ: SLL 3 մոլեկուլում Վալանսի անկյունը 120 ° է:

MOLECUL- ի TETRAKEDRAL ձեւ Այն բնորոշ է հիմնական ենթախմբի IV տարրերի միացություններին հալոգեններով, ջրածնիով: Այսպիսով, հուզված վիճակում ածխածնային ատոմն ունի չորս չվճարված էլեկտրոններ (2S 1 եւ 2R 3), հետեւաբար, տեղի է ունենում SP- հիբրիդացում, որի վրա ձեւավորվում են չորս հիբրիդային ուղեծրեր, 109.28 ° անկյան տակ: 7

(S + P + P + P) - չորս SP 3 -HYBRID

orbital Orbital

Գծապատկեր 7 - SP Վալանսի ուղեծրի 3-հիբրիդացում (ա) եւ

tetrahedral ch 4 մոլեկուլ (բ)

Ածխածնի ատոմի չորս հիբրիդային ուղեծրերի համընկնումը եւ չորս ջրածնի ատոմների S-orbitals- ը ձեւավորվում է մեթանի մոլեկուլ, որն ունի Tetrahedron ձեւ: Վալանսի անկյունը 109.28 ° է:

Հաշվի առնելով Երկրաչափական ձեւեր Մոլեկուլներ (գծային, եռանկյունաձեւ, տետրրեդրալ) իդեալական են(Gillespi կանոն):

Ի տարբերություն հիմնական ենթախմբերի V եւ VI խմբերի էլեկտրոնների եւ VI խմբերի մոլեկուլների վերը նշված միացությունների, վալենտային արժեքավոր զույգեր ունեն, ուստի պարտատոմսերի միջեւ եղած անկյուններն ավելի փոքր են իդեալական մոլեկուլների համեմատ:

Մոլեկուլների բուրգալ ձեւ Հիմնական ենթախմբի խմբերի խմբերի խմբավորումների ձեւավորման տեղ կա: Օրինակ, քիմիական պարտատոմսերի ձեւավորման մեջ, ինչպես նաեւ ածխածնի ատոմում, ինչպես նաեւ ձեւավորվում է SP 3 հիբրիդացում, եւ ձեւավորվում են չորս SP 3 հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք կողմնորոշված \u200b\u200bեն միմյանց վրա , Բայց ի տարբերություն ածխածնի ատոմի Հիբրիդացման մեջ ազոտի ատոմը ներգրավված է ոչ միայն մեկ էլեկտրոնային ուղեծրերի(2P 3), Բայց երկկողմանի(2s 2): Հետեւաբար, երեք SP 3-ի հիբրիդային ուղեծրից երեքը մեկ էլեկտրոն (մեկ էլեկտրոնային ուղեծր), այս ուղեծրային ձեւավորող կապերը երեք ջրածնի ատոմներով: Երթիչով էլեկտրոնային էլեկտրոնների չորրորդ ուղեծրը չի մասնակցում կապի ձեւավորմանը: NH 3 մոլեկուլը ունի բուրգի ձեւ, բրինձ: ութ.

Գծապատկեր 8 - բուրգալ ամոնիակ մոլեկուլ

Բուրգի վերեւում կա ազոտի ատոմ, բազայի անկյուններում (եռանկյուն) - ջրածնի ատոմներ: Վալանսի անկյունը 107.3 ° է: Անկյունային արժեքի շեղումը Tetrahedral- ից (109.28 °) պայմանավորված է Revalated զույգ էլեկտրոնների միջեւ `չորրորդ SP 3-հիբրիդային ուղեծրերի եւ երեք այլ ուղեծրերի համար: SP 3-հիբրիդային ուղեծրը այլ զույգ էլեկտրոնների հետ մղվում է N-H- ի մնացած երեք պարտատոմսերի ուղեծրերի ուղղությամբ, անկյան տակ նվազեցնելով 107.3 °:

GILLESPI- ի կանոնների համաձայն. Եթե Կենտրոնական Ատոմը վերաբերում է երրորդ կամ հետագա ժամանակաշրջանների տարրերին, եւ վերջի ատոմները պատկանում են ավելի քիչ էլեկտրատնտեսական տարրերին, քան հալածանքների ձեւավորումը 90 °, հետեւաբար, ազոտի անալոգներում (P, ինչպես, SB) ջրածնի բարդ մոլեկուլներում ուղեծրերի հիբրիդացում չի նկատվում: Օրինակ, ֆոսֆինի մոլեկուլի (PH 3) ձեւավորման մեջ ներգրավված են երեք չվճարված P էլեկտրոններ (3-րդ եւ 3P 3), որոնց էլեկտրոնային ուղեծրերը տեղակայված են երեք փոխադարձ ուղղահայաց ուղղություններով, իսկ երեքի էլեկտրոնային էլեկտրոնները ջրածնի ատոմներ: Հաղորդակցությունները տեղակայված են P- ուղեծրերի երեք առանցքների երկայնքով: Արդյունքում ստացված մոլեկուլները, ինչպես նաեւ NN 3-ի մոլեկուլները, բուրգաձեւ ձեւը, բայց ի տարբերություն NN 3 մոլեկուլի, PH 3-ի մոլեկուլում, Վալանսի անկյունը եւ համապատասխանաբար Ash 3-ում 91.8 եւ 91.3 °, բրինձ: 9 եւ ներդիր: չորս

Գծապատկեր 9 - մոլեկուլ PH 3

Էլեկտրոնների էական զույգը կզբաղեցնի սիբիրյան:

Անկյունային ձեւ մոլեկուլները Հիմնական ենթախմբի VI խմբի տարրերի ջրածնի հոդեր ձեւավորեք: Խմբերի տարրերի միացություններում պարտատոմսերի ձեւավորման համար դիտարկվող առանձնահատկությունները բնորոշ են նաեւ VI խմբի տարրերի ջրածնի միացությունները: Այսպիսով, ջրի մոլեկուլում թթվածնի ատոմը, ինչպես նաեւ ազոտային ատոմը գտնվում է SP 3-ի վիճակում: Երկու երկու հիբրիդի երկու հիբրիդներից երկուսը մեկ էլեկտրոն են, այս ուղեծրի ձեւը ձեւավորվում է երկու ջրածնի ատոմներով:

ՍՊ-ի չորս 3-հիբրիդ ուղեծրից մյուս չորսը պարունակում են գոլորշիների զույգ էլեկտրոնների երկայնքով եւ չընդունելով մասնակցությունը հաղորդակցության ձեւավորմանը:

H 2 o Molekule- ն ունի անկյունային ձեւ, վալենսի անկյունը 104,5 ° է: Անկյունի արժեքի շեղումը Tetrahedral- ից նույնիսկ ավելի է տրվում երկու միջանկյալ զույգ էլեկտրոնների, Նկ. 10.

Գծապատկեր 10 - Անկյուն ջրի մոլեկուլ

Մոլեկուլների անկյունային ձեւը ունի H 2 S, H 2 SE, H 2 TE- ն Թթվածնի անալոգներ Միավորված N 2 E- ում կապերի ձեւավորումն իրականացվում է մաքուր P-Orbitals- ի միջոցով(Gillespi կանոն), հետեւաբար, Վալանսի անկյունները «90 ° են: Այսպիսով, MOLECULES H 2 S, H 2 SE- ի, H 2 TE- ի դեպքում դրանք համապատասխանաբար 92; 91; 89.5 °:

Աղյուսակ 8 - 2-րդ ժամանակահատվածի տարրերի ջրածնի միացությունների մոլեկուլներ

Ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացումը գործընթաց է, որը թույլ է տալիս հասկանալ, թե ինչպես են ատոմները փոփոխում իրենց ուղեծրերը միացությունների ձեւավորման մեջ: Այսպիսով, ինչ է հիբրիդացումը, եւ ինչպիսի տեսակներ կան:

Ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացման ընդհանուր բնութագրերը

Ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացումը գործընթաց է, որում կենտրոնական ատոմային խառնուրդի տարբեր ուղեղներ են խառնվում, ինչը հանգեցնում է նույն ուղեծրին իրենց բնութագրերում:

Հիբրիդացումը տեղի է ունենում կովալենտային կապի ձեւավորման գործընթացում:

Հիբրիդային ուղեծրը ունի անսահմանության նշան կամ ատոմային միջուկից հեռու ասիմետրիկ շրջադարձային ութ: Այս ձեւը որոշում է ավելի ուժեղ, քան մաքուր ատոմային ուղեծրերի դեպքում, հիբրիդային ուղեծրերը համընկնում է ուղեծրերով (մաքուր կամ հիբրիդ) այլ ատոմներով եւ հանգեցնում է ավելի ամուր կովալենտային պարտատոմսերի ձեւավորմանը:

ՆկՂ 1. Հիբրիդային ուղեծրի տեսքը:

Առաջին անգամ ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացման գաղափարը առաջ է քաշել ամերիկացի գիտնական Լ. Բեւինգ: Նա հավատում էր դրան Քիմիական հաղորդակցություններ Ատոմը ունի տարբեր ատոմային ուղեծրեր (S-, p-, d-, f- orbital), ապա արդյունքը այս ուղեծրի հիբրիդացումն է: Գործընթացի էությունը այն է, որ ատոմային ուղեծրերը ձեւավորվում են տարբեր ուղեծրից:

Ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացման տեսակները

Հիբրիդացման մի քանի տեսակներ կան.

• , Հիբրիդիզացիայի այս տեսակը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ մեկ S-Orbital S-Orbital- ը խառն է եւ մեկ p- ուղեծր: Արդյունքում ձեւավորվում են երկու լիարժեք Fledged SpeRbitals: Այս ուղեծրը տեղակայված են ատոմային միջուկի մեջ, այնպես որ նրանց միջեւ անկյունը 180 աստիճան է:

ՆկՂ 2. SP- հիբրիդացում:

• sP2 հիբրիդացում, Հիբրիդիզացիայի այս տեսակը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ մեկ S-Orbital- ը եւ երկու P-Orbitals- ը խառնվում են: Արդյունքում ձեւակերպված է երեք հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք տեղակայված են մեկ ինքնաթիռում `120 աստիճանի անկյան տակ:
• , Հիբրիդիզացիայի այս տեսակը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ խառնվում են մեկ s- ուղեծր եւ երեք p- ուղեղներ: Արդյունքում տեղի է ունենում չորս լիարժեք SP3 ուղեծր: Այս ուղեծրը ուղղված են տետրովեդրոնի գագաթին եւ տեղակայված են միմյանց մոտ 109.28 աստիճան անկյան տակ:

sP3 հիբրիդացումը բնորոշ է բազմաթիվ տարրերի, օրինակ, IVA խմբի ածխածնի ատոմ եւ այլ նյութեր (CH 4, SIH 4, SEH 4 եւ այլն)

ՆկՂ 3. SP3 հիբրիդացում:

Հնարավոր են նաեւ հիբրիդացման ավելի բարդ տեսակներ `ատոմների D-Oroms- ի մասնակցությամբ:

Ինչ գիտեինք:

Հիբրիդացումը բարդ քիմիական գործընթաց է, երբ տարբեր ուղեծրային ատոմներ ձեւավորում են նույն (համարժեք) հիբրիդային ուղեծրերը: Հիբրիդացման առաջին տեսությունը բարձրաձայնում էր ամերիկյան L. Boling- ը: Հիասթափեցման երեք հիմնական տեսակներ են առանձնանում. SP-Hybridiation, SP2 հիբրիդացում, SP3 հիբրիդացում: Կան նաեւ հիբրիդացման ավելի բարդ տեսակներ, որոնցում մասնակցում են D-Orbitals- ը:

Ածխածնի ատոմի մոդելը

Ածխածնի ատոմի վալենտային էլեկտրոնները տեղակայված են մեկ 2-րդ ուղեծր եւ երկու 2R ուղեղների վրա: 2P ուղեծրերը տեղակայված են միմյանցից 90 ° անկյան տակ, իսկ 2-ական ուղեծրը ունի գնդաձեւ սիմետրիա: Այսպիսով, տարածության մեջ ածխածնի ատոմային ուղեծրերի գտնվելու վայրը չի բացատրում 109,5 °, 120 ° եւ 180 ° դեպք, Վալանսի անկյունների օրգանական միացություններում:

Այս հակասությունը լուծելու համար ներդրվեց հայեցակարգը ատոմային ուղեծրի հիպրիդիա: Carbon Atom- ի տրամադրվածության երեք տարբերակների բնույթը հասկանալու համար մեզ անհրաժեշտ էին գաղափարներ `հիբրիդացման երեք տեսակի մասին:

Հիբրեդիզացման հայեցակարգի առաջացումը մենք պարտավոր ենք Լինաուսի Պաուլինգին, քիմիական հաղորդակցության շատ տեսություն:

Հիբրիդացման հայեցակարգը բացատրում է, թե ինչպես ածխածնի ատոմը փոխում է իր ուղեծրերը միացությունների ձեւավորման մեջ: Ստորեւ կքննարկենք փոստային փոստային ուղեծրի վերափոխման այս գործընթացը: Հիշեք, որ բեմում հիբրիդացման գործընթացի բաժանումը կամ քայլերը, իրականում ոչ ավելին, քան հոգեկան ընդունելություն, որը թույլ է տալիս ավելի տրամաբանորեն տրամաբանել եւ մուտք գործել հայեցակարգ: Այնուամենայնիվ, ածխածնի ատոմի պարտատոմսերի տարածական կողմնորոշման եզրակացությունը, որին մենք կավարտենք, լիովին համապատասխանում ենք իրական իրավիճակին:

Ածխածնի ատոմի էլեկտրոնային կազմաձեւում հիմնականում եւ հուզված պետություն

Ստորեւ նկարը ցույց է տալիս ածխածնի ատոմի էլեկտրոնային կազմաձեւը: Մեզ հետաքրքրում է միայն Վալանսի էլեկտրոնների ճակատագիրը: Առաջին քայլի արդյունքում, որը կոչվում է գրգռումկամ առաջադատումԵրկու 2-րդ էլեկտրոններից մեկը տեղափոխվում է անվճար 2P ուղեծր: Երկրորդ փուլում տեղի է ունենում հիբրիդացման գործընթացը, որը կարող է որոշ չափով պայմանականորեն պատկերացնել որպես մեկ S- ի եւ երեք p-orbitals- ի խառնուրդը եւ դրանց չորս նոր ուղեծրի ձեւավորումը, որոնցից յուրաքանչյուրը պահպանում է S-Orbital- ի հատկությունները Եվ երեք քառորդը `հատկություններ P-Orbitals: Այս նոր ուղեծրերը անուն են ստացել սպ. 3 -Հիբրիդ, Այստեղ աջակցության ցուցիչ 3-ը նշում է ոչ թե ուղեծրով գրավող էլեկտրոնների քանակը, բայց հիբրիդացման մեջ մասնակցող P-Orbitals- ի քանակը: Հիբրիդային ուղեծրերը ուղղված են Tetrahedron- ի գագաթներին, որոնց կենտրոնում ածխածնի ատոմ է: Յուրաքանչյուր SP 3 հիբրիդային ուղեծրերը մեկ էլեկտրոն է: Այս էլեկտրոնները մասնակցում են երրորդ փուլին `չորս ջրածնի ատոմներով պարտատոմսերի ձեւավորման մեջ, կազմելով 109,5 ° վալենս նահանգներ:

sP3 - հիբրիդացում: Մոլեկուլի մեթան:

120 ° Valence անկյուններով հարթ մոլեկուլների ձեւավորումը ցուցադրվում է ստորեւ նշված նկարում: Այստեղ, ինչպես SP 3 հիբրիդացման դեպքում, առաջին քայլը հուզմունքն է: Երկրորդ փուլում մեկ 2-րդ եւ երկու 2R - ուղեղներ ներգրավված են հիբրիդացման մեջ, կազմելով երեք Ս.p 2 -Gibrid Orbital, որը գտնվում է նույն հարթության մեջ `120 ° անկյան տակ գտնվող 120 ° անկյան տակ:

Երեք SP2 հիբրիդային ուղեծրի կրթություն

Մեկ P-Rarbital- ը մնում է ոչ լիազորված եւ ուղղահայաց է SP 2-հիբրիդային ուղեծրերի հարթության վրա: Այնուհետեւ (երրորդ քայլ) երկու ածխածնի ատոմների երկու հիբրիդային ուղեծրերը համատեղում են էլեկտրոնները, կազմելով կովալենտային կապ: Կոչվում է այդպիսի կապը, որը ձեւավորվում է ատոմի միջուկը միացնող երկու ատոմային ուղեծրերի համընկնմամբ Σ - միացված.

Սիգմայի եւ PI- պարտատոմսերի ձեւավորումը էթիլենային մոլեկուլում

Չորրորդ փուլը երկու ածխածնի ատոմների միջեւ երկրորդ կապի ձեւավորումն է: Հաղորդակցությունը ձեւավորվում է միմյանց վերածված ոչ լիբիդացված 2R ուղեծրերի եզրերը համընկնելու արդյունքում π-bond, Նոր մոլեկուլային ուղեծրը երկու էլեկտրոնային էլեկտրաէներգիայի տարածքի համադրություն է `վերեւում եւ մինչեւ σ-պարտատոմսի ներքո: Երկու պարտատոմսերը (σ եւ π) միասին կազմում են Կրկնակի հաղորդակցություն ածխածնի ատոմների միջեւ: Վերջապես, վերջին, հինգերորդ քայլը ածխածնի եւ ջրածնի ատոմների միջեւ կապերի ձեւավորումն է, օգտագործելով չորս մնացած SP 2-հիբրիդային ուղեծրը:

Կրկնակի կապը էթիլենային մոլեկուլի մեջ

Երրորդ, հիբրիդացման վերջին տեսակը ցուցադրվում է ամենապարզ մոլեկուլի օրինակով, որը պարունակում է եռակի պարտատոմս `ացետիլեն մոլեկուլներ: Առաջին քայլը ատոմի հուզմունքն է, նույնը, ինչ նախկինում: Երկրորդ փուլում, մեկ 2-րդ եւ մեկ 2R ուղեղների հիբրիդացում երկուսի ձեւավորմամբ Ս.r-hybrid Ուղեծրներ, որոնք տեղակայված են 180 ° անկյան տակ: Եվ մնացեք անփոփոխ երկու 2R ուղեղներ, որոնք անհրաժեշտ են երկու π հղումների ձեւավորման համար:

Երկու SP-Hybrid Orbital- ի կրթություն

Հաջորդ քայլը երկու SR- հիբրիդացված ածխածնի ատոմների միջեւ σ-Bond- ի ձեւավորումն է, ապա ձեւավորվում են երկու π պարտատոմսեր: Մեկ σ պարտատոմսը եւ երկու π պարտատոմսերը միասին կազմում են երկու ածխածնի ատոմների միջեւ Եռակի հաղորդակցություն, Վերջապես ձեւավորվում են երկու ջրածնի ատոմների հետ կապերը: Acetylene մոլեկուլն ունի գծային կառուցվածք, բոլոր չորս ատոմները ստում են մեկ ուղիղ գծի վրա:

Մենք ցույց տվեցինք, թե ինչպես է երեք հիմնականը Օրգանական քիմիա Մոլեկուլների երկրաչափության տեսակը տեղի է ունենում ածխածնի ածխածնի ուղեծրերի տարբեր վերափոխումների արդյունքում:

Մոլեկուլում տարբեր ատոմների հիպրիդավորման տեսակը որոշելու համար կարող եք առաջարկել երկու եղանակ:

Մեթոդ 1., Ցանկացած մոլեկուլների համար հարմար ամենատարածված ձեւը: Հիմնվելով հիբրիդացումից Վալանսի անկյան կախվածության վրա.

ա) 109.5 °, 107 ° եւ 105 ° -ով Վալանսի անկյունները նշում են SP 3 հիբրիդացումը.

բ) մոտ 120 ° -Ս-2-րդ հիբրիդացման վալենսի անկյուն.

գ) Վարակված անկյան տակ 180 °SP հիբրիդացում:

Մեթոդ 2., Հարմար է օրգանական մոլեկուլների մեծ մասի համար: Քանի որ հաղորդակցության տեսակը (պարզ, կրկնակի, եռակի) կապված է երկրաչափության հետ, դա հնարավոր է այս ատոմի պարտատոմսերի բնույթով `որոշելու հիբրիդացման տեսակը.

ա) Բոլոր կապերը պարզ են `SP 3 հիբրիդացում.

բ) մեկ կրկնակի պարտատոմս - SP 2 հիբրիդացում;

գ) մեկ եռակի հղում `SP- հիբրիդացում:

Հիբրիդացումը «Ատոմային ուղեծրերի» սովորական (էներգետիկ իրերի) նոր ուղեծրին վերածելու մտավոր գործողություն է, որի երկրաչափությունը համապատասխանում է մոլեկուլների փորձալիորեն սահմանված երկրաչափությանը:

Հիբրիդացում կոչվում է հիպոթետիկ խառնուրդի գործընթաց տարբեր տեսակիԲայց նման է այս ատոմի ուղեծրի էներգետիկայի նման `նույն (հիբրիդային 1) ուղեծրի ի հայտ գալով նույնական (հիբրիդ 1) ուղեծրով, նույնը էներգիայով եւ ձեւով:

Ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացումը տեղի է ունենում կովալենտային պարտատոմսերի ձեւավորման ժամանակ:

Հիբրիդային ուղեծրերը ունեն ծավալի ասիմետրիկ ութի ձեւ, որը խստորեն ձգվում է ատոմային միջուկից մեկ ուղղությամբ.

Այս ձեւը որոշում է ավելի ուժեղ, քան մաքուր ատոմային ուղեծրերի դեպքում, հիբրիդային ուղեծրերը համընկնում է ուղեծրերով (մաքուր կամ հիբրիդ) այլ ատոմներով եւ հանգեցնում է ավելի ամուր կովալենտային պարտատոմսերի ձեւավորմանը: Հետեւաբար, ատոմային ուղեծրերի հիպրիդավորման վրա ծախսված էներգիան ամբողջությամբ փոխհատուցվում է էներգիայի ազատմամբ `հիբրիդային ուղեծրերի ներգրավմամբ ավելի ամուր կովալենտային պարտատոմսերի ձեւավորման պատճառով: Հիբրիդային ուղեծրի անվանումը եւ հիբրիդացման տեսակը որոշվում են հիբրիդացման մեջ ներգրավված ատոմային ուղեծրերի քանակով եւ տեսակից, օրինակ. սպ.-, սպ. 2 -, սպ. 3 -, սպ. 2 Գցել- կամսպ. 3 Գցել 2 -Հայռում.

Հիբրիդային ուղեծրերի ուղղությունը, եւ, հետեւաբար, մոլեկուլի երկրաչափությունը կախված է հիբրիդացման տեսակից: Գործնականում, հակադարձումը սովորաբար լուծվում է. Մոլեկուլի երկրաչափությունն առաջին հերթին փորագրված է, որից նկարագրված է նրա ձեւավորմանը մասնակցող հիբրիդային ուղեծրերի տեսակը եւ ձեւը:

սպ. -Հայդացում: Երկու հիբրիդ սպ.- Փոխադարձ դիմակալիքի արդյունքում ուղեծրը պայմանավորված է ատոմային միջուկի համեմատ այնպիսի եղանակով, որ նրանց միջեւ եղած անկյունը 180 ° է (Նկար 7):

ՆկՂ 7. Երկուսի տարածության մեջ փոխադարձ գտնվելու վայրը սպ.- Հիբրիդային ուղեծրեր մեկ ատոմի. բայց - մակերեսային տարածքներ, որոնք ընդգրկում են տարածքի տարածքները, որտեղ էլեկտրոնի հավանականությունը 90% է. բ -Պայմանական պատկեր:

ԱՀ 2-ի կազմի հիբրիդային ուղեծրերի այս վայրի արդյունքում, որտեղ կենտրոնական ատոմն ունի Գծային կառուցվածքԱյսինքն, բոլոր երեք ատոմների կովալենտային կապերը տեղակայված են մեկ ուղիղ գծի վրա: Օրինակ, մի վիճակում սպ.- Հիբրիդացում Կան վիճանելի ուղեծրային բերիլիա ատոմներ քաշի մոլեկուլ 1 2-ում (Նկար 8): Գծային կազմաձեւում սպ.- Վալանսի ուղեծրային ատոմների հիբրիդացումը ունի նաեւ տրանսպորտային միջոցների մոլեկուլներ 2, VE (CH 3) 2, ZnCl 2, CO 2, HC≡N եւ մի շարք այլոց:

ՆկՂ 8. Trechatic գծային մոլեկուլ Քլորիդ Բերիլի նիհար 1 (գազային վիճակում). 1 - 3Ռ-orbital Atom CL; 2 - երկու սպ.- Հիբրիդային ուղեծրեր Ատոմը:

Ս. Ժլատ 2 -Հայդացում: Հաշվի առեք մեկի հիբրիդացումը Ս.- եւ երկուսը Ռ-ուղեծրեր: Այս դեպքում երեք ուղեղների գծային համադրության արդյունքում երեք հիբրիդ է առաջանում Ս.Ժլատ 2 -Բեդ: Նրանք տեղակայված են նույն ինքնաթիռում `120 ° անկյան տակ միմյանց հետ (Նկար 9): Ս.Ժլատ 2 -Հայարդելը բնորոշ է շատ բորոնային միացությունների, որոնք, ինչպես ցույց է տրված վերեւում, հսկայված վիճակում ունի երեք անսպասելի էլեկտրոն. Մեկը Ս.- եւ երկուս Ժլատ-Էլեկտրոն: Երբ համընկնում է Ս.Ժլատ 2 Այլ ատոմների ուղեծրերով բորոնի ատոմները ձեւավորվում են երեք կովալենտային պարտատոմսերով, համարժեք երկարությամբ եւ էներգիայով: Մոլեկուլներ, որոնցում կենտրոնական ատոմի վալենտական \u200b\u200bուղեծրերը գտնվում են պետության մեջ Ս.Ժլատ 2 -Հիպիդացում, ունեն եռանկյունաձեւ կազմաձեւ: Կովալենտային պարտատոմսերի միջեւ անկյունները 120 ° են: Ունակ Ս.Ժլատ 2 -Հիպայնացում Կան վալենտային ուղեծրեր Boron Atoms- ում BF 3, BC1 3 մոլեկուլներում, ածխածնի եւ ազոտային ատոմներ 3 2-րդ CO 3 -, թիվ 3 -:

ՆկՂ 9. Փոխադարձ տեղադրություն երեք տարածության մեջ Ս.Ժլատ 2 -Հիդային ուղեծրեր:

Ս. Ժլատ 3 -Հայդացում: Կան բազմաթիվ մեծ տարածում, նյութերի, որոնց մոլեկուլներում կենտրոնական ատոմը պարունակում է չորս Ս.Ժլատ 3 -Տղան, որի արդյունքում մեկը գծային համադրության է Ս.- Եւ երեքը Ժլատ-Եվիտալներ: Այս ուղեծրը տեղակայված են 109˚28 անկյան տակ միմյանց համար եւ ուղղված են տետրովեդրոնի գագաթներին, որոնց կենտրոնում է գտնվում Ատոմային միջուկ (Նկար 10 Ա):

Համընկնումի պատճառով չորս համարժեք կովալենտային պարտատոմսերի կրթություն Ս.Ժլատ 3 - Այլ ատոմների ուղեծրերով, այլ ատոմների ուղեծրերով բնորոշ են ածխածնի ատոմներին եւ IVA խմբի այլ տարրերին. Սա առաջացնում է մոլեկուլների տերմրալի կառուցվածքը (CH 4, CC1 4, SIH 4, SIF 4, GEH 4, GER 4 եւ այլն):

ՆկՂ 10. Մոլեկուլների երկրաչափության վրա չմշակված էլեկտրոնային զույգերի ազդեցությունը.

Ա - մեթան (անվերապահ էլեկտրոնային զույգեր չկա);

Բ- Ամոնիակ (մեկ անվստահելի էլեկտրոնային զույգ);

մեջ- ջրեր (երկու անջատող զույգ):

Հիբրիդային ուղեծրերի առաքինության էլեկտրոնային զույգեր լեու . Բոլոր դիտարկված օրինակներով, հիբրիդային ուղեծրերը «բնակեցված էին» միայնակ էլեկտրոնների կողմից: Այնուամենայնիվ, հաճախ դեպքեր կան, երբ հիբրիդային ուղեծրը «բնակեցված է» էլեկտրոնային զույգով: Սա ազդում է մոլեկուլների երկրաչափության վրա: Քանի որ անգործության էլեկտրոնային գոլորշին զգում է միայն իր ատոմի միջուկի ազդեցությունը, եւ կապող էլեկտրոնը գոլորշի է գտնվում երկու ատոմային միջուկի գործողության մեջ, էլեկտրոնային գոլորշու գործողությունը մոտ է ատոմային միջուկին, քան պարտադիր: Արդյունքում, էլեկտրոնային գոլորշի չկարգավորվածությունն ավելի ուժեղ է, քան պարտադիր էլեկտրոնային զույգերը, քան նրանք, ովքեր միմյանց հետ են մղում: Գրաֆիկորեն, պարզության համար, անվստահելի եւ պարտադիր էլեկտրոնային զույգերի միջեւ գործող մեծ հակադարձող ուժ կարող է ավելի մեծ պատկերել `չմշակված զույգի էլեկտրոնային ուղեծրի ծավալով: Անպայման էլեկտրոնի գոլորշին, օրինակ, ամոնիակի մոլեկուլի ազոտի ատոմում (Նկար 10) Բ): Կապակցող էլեկտրոնային զույգերի հետ փոխգործակցության արդյունքում H-N-H- ի վալենտային անկյունները կրճատվում են 107,78 ° -ով `ճիշտ Tetrahedron- ի ճիշտ բնորոշիչ 109.5 ° բնութագրով:

Els րի մոլեկուլում էլեկտրոնային զույգերը պարտավորեցնելով նույնիսկ ավելի մեծ մերժում, որտեղ թթվածնի ատոմում կան երկու անվստահելի էլեկտրոնային զույգ: Արդյունքում, Վալանս անկյուն N-Oh-n M մոլեկուլում կա 104,5 ° (Նկար 10 մեջ).

Եթե \u200b\u200bչմշակված էլեկտրոնը գոլորշին, դոնոր-ընդունող մեխանիզմի վրա կովալենտային կապի ձեւավորման արդյունքում, վերածվում է պարտադիր, ապա այս կապի եւ մոլեկուլի այլ կովալենտային պարտատոմսերի միջեւ հակադարձող ուժը հավասարեցված է. Այս կապերի միջեւ եղած անկյունները հավասարեցված են: Դա տեղի է ունենում, օրինակ, ամոնիումի կատիոն ձեւավորելիս.

Մասնակցություն հիբրիդացմանը Գցել -Եվիտալներ: Եթե \u200b\u200bատոմային էներգիա Գցել- Ուղեծրները շատ տարբեր չեն էներգիաներից Ս.- մի քանազոր Ռ-Ուղեծրներ, նրանք կարող են մասնակցել հիբրիդացման: Հիբրիդացման ամենատարածված տեսակը Գցել- ուղեծրերը Ս.Ժլատ 3 Գցել 2 - Հիբրիդացում, որի արդյունքում ձեւավորվում են հիբրիդային ուղեծրի ձեւի եւ էներգիայի վեց համարժեքը (Նկար 11) բայց), որը գտնվում է 90˚ անկյունում միմյանց մոտ եւ ուղղված է Օկտահեդրոնի բարձունքներին, որի կենտրոնում է ատոմային միջուկը: Octahedron (Նկար 11 Բ) – Դա ճիշտ Oct Edge է. Դրա մեջ եղնիկները հավասար են երկարությանը, բոլոր դեմքերը ճիշտ եռանկյուն են:

ՆկՂ տասնմեկ. Ս.Ժլատ 3 Գցել 2 - Հիբրիդացում

Ավելի քիչ հաճախ հանդիպում են Ս.Ժլատ 3 Գցել- Հիբրիդացում հինգ հիբրիդային ուղեծրի ձեւավորմամբ (Նկար 12 բայց), ուղղված տրիգոնալ բիիրամիդի գագաթներին (Նկար 12 Բ). Trigonal Biiramid- ը ձեւավորվում է երկու անարդյունավետ բուրգերի սեգիստրով Ընդհանուր հիմք - Right իշտ եռանկյուն: Համարձակ հարվածներ նկարի մեջ: 12 տարեկան Բ Showing ուցադրել RIBS հավասար երկարությունը: Երկրաչափական եւ էներգիա Ս.Ժլատ 3 Գցել- Հիբրիդային ուղեծրերը անհավասար են. Երեք «Հասարակածային» Օրբիտալը ուղղված է ճիշտ եռանկյունու ուղղություններին, եւ երկու «առանցքային» - վեր եւ վար ուղղահայաց ուղղահայաց, այս եռանկյունի ինքնաթիռի վրա (Նկար 12 մեջ): «Հասարակածային» ուղեծրի միջեւ եղած անկյունները 120 ° են, ինչպես Ս.Ժլատ 2 - հիբրիդացում: «Ակնոց» եւ «Հասարակած» ուղեծրից որեւէ մեկի միջեւ ընկած անկյունը հավասար է 90 ° -ին: Ըստ այդմ, «Հասարակածային» ուղեծրի մասնակցությամբ կովալենտային պարտատոմսերը, որոնք տարբերվում են միացումներից եւ էներգիայով, որի ձեւավորմամբ մասնակցում են «առանցքային» ուղեծրերը: Օրինակ, PC1- ի մոլեկուլում 5 «առանցքային» հաղորդակցությունն ունի 214-ի երեկոյան եւ հասարակածային - 202-ը:

ՆկՂ 12. Ս.Ժլատ 3 Գցել- Հիբրիդացում

Այսպիսով, հաշվի առնելով «Կովալենտային պարտատոմսերը» ատոմային ուղեծրերը համընկնելու արդյունքում, հնարավոր է բացատրել առաջացած մոլեկուլների եւ իոնների երկրաչափությունը, ինչը կախված է ատոմային ուղեծրերի քանակից եւ տեսակից, կապերի ձեւավորմանը մասնակցող ատոմային ուղեծրերի քանակից: Ատոմային ուղեծրերի հիբրիարդացման հայեցակարգը անհրաժեշտ է հասկանալ, որ հիբրիդացումը պայմանական ընդունելություն է, որը թույլ է տալիս տեսողականորեն բացատրել մոլեկուլի երկրաչափությունը `ԲԲ-ի համադրման միջոցով: