Химия. Часть 1. Деменкова Л.Г. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

неспаренных электрона. При образовании СС1
4
, СО
2
и ряда других молекул
атом углерода переходит в возбужденное состояние:
6
С*: 1s
2
2s
1
2p
3
. В результа-
те этого перехода у него на внешнем уровне находятся четыре неспаренных
электрона, которые образуют четыре ковалентные связи.
Такой переход атома в возбужденное состояние требует затраты энергии и
должен быть компенсирован при образовании связи. Это возможно только в
том случае, если затраты энергии меньше энергии, выделяющейся при образо-
вании дополнительных связей.
Однако объяснить свойства связей в таких молекулах, как ВеС1
2
, BF
3
,
CC1
4
только возбуждением атомов и образованием дополнительного числа не-
спаренных электронов не удается. Связи в этих молекулах образованы электро-
нами различных подуровней (s и р). Следовательно, связи, образованные элек-
тронами р-подуровня, должны отличаться от связей, образованных
электронами s-подуровня, энергией и ориентацией в пространстве. Это проти-
воречит экспериментальным данным, свидетельствующим об эквивалентности
связей в таких молекулах.
Для устранения этого противоречия в рамках МВС Л. Полинг и Д. Слейтер
предложили идею о
гибридизации атомных орбиталей центрального атома, из-
менении их формы и энергии.
Гибридные орбитали, возникающие в результате взаимодействия различ-
ных атомных орбиталей, имеют уже одинаковую форму. Они вытянуты в сто-
рону соседних атомов и поэтому достигается более полное перекрывание с
электронными орбиталями этих атомов.
Процесс гибридизации связан с затратой определенной энергии. Эту затра-
ту компенсирует избыток энергии, который выделяется при образовании более
прочной химической связи за счет перекрывания гибридных орбиталей. Таким
образом, гибридизация приводит к уменьшению энергии образующейся моле-
кулы, к её большей устойчивости.
Основные принципы, определяющие процесс гибридизации, следующие:
1. Участвующие в гибридизации атомные орбитали должны иметь близкие
значения энергии.
2. Число гибридных орбиталей должно быть равно числу исходных атом-
ных орбиталей.
3. Гибридные атомные орбитали представляют собой линейные комбина-
ции исходных (полученные путем сложения и вычитания) орбиталей.
4. Гибридные орбитали располагаются в пространстве так, чтобы обеспе-
чить между ними минимальное отталкивание, т. е. как можно дальше друг от
друга.
В зависимости от вида и числа атомных орбиталей, вступающих в гибри-
дизацию, различают несколько основных типов гибридизации. Каждому типу
гибридизации соответствует определенная структура гибридных атомных ор-
биталей и молекул.
Если гибридные орбитали образуются в результате взаимодействия s- и
одной р-электронных орбиталей, то говорят об sp-гибридизации. Две гибрид-
31

Страницы