Решение задач по общей химии. Стась Н.Ф - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

52
углов, то такая молекула в целом неполярна, несмотря на полярность
отдельных связей.
Пример 14. Объясните, почему молекула тетрафторида ксенона
XeF
4
имеет квадратное строение (см. рисунок) в отличие от многих дру-
гих молекул типа АВ
4
, имеющих тетраэдрическое строение.
Решение. Атом ксенона в основном состоянии (5s
2
5p
6
) не имеет не-
спаренных электронов и не способен к образованию химических связей.
Но на его внешнем энергетическом уровне имеются свободные d-
орбитали, на которые могут переходить
электроны при возбуждении атома. Ксе-
нон присоединяет четыре атома фтора,
следовательно в возбужденном состоя-
нии он имеет четыре неспаренных элек-
трона: два – на р-орбитталях
и два – на d-
орбиталях: 5s
2
5p
4
5d
2
.
Все шесть орбиталей пятого энерге-
тического уровня, «заселенные» электронами, вступают в sp
3
d
2
-
гибридизацию, поскольку, во-первых, гибридные орбитали дают более
прочные связи и, во-вторых, эта гибридизация по сравнению с другими
энергетически наиболее выгодна. Гибридные орбитали направлены к
вершинам октаэдра. При этом две несвязывающие орбитали устанавли-
ваются на максимальном удалении одна от другой, то есть вверх и вниз
от плоскости квадрата (аксиальные
положения), а четыре связывающие
орбитали, присоединяя атомы фтора по обменному механизму, образу-
ют молекулу квадратного строения (экваториальные положения в окта-
эдре). Поэтому молекула имеет квадратное строение.
Пример 15. По методу молекулярных орбиталей (МО) объясните
образование химической связи в молекуле кислорода, магнитные свой-
ства молекулы и химическую связь в различных молекулярных ионах
кислорода. Запишите электронную формулу молекулы кислорода.
Решение. Сущность метода МО выражается энергетическими диа-
граммами
, на которых показывают молекулярные орбитали, обра-
зующиеся из атомных орбиталей. Энергетические диаграммы молекулы
О
2
, катиона О
2
+
и анионов О
2
–
и О
2
2–
приведены на рисунке.
Из энергетической диаграммы видно, что
порядок связи в молеку-
ле кислорода равен 2,0. Наличие двух неспаренных электронов на раз-
рыхляющих орбиталях
π
*
px
и π
*
py
в молекуле О
2
являются причиной
парамагнетизма кислорода.
В молекулярном катионе О
2
+
(катион диоксигенила) порядок связи
возрастает до 2,5, в анионе О
2
–
уменьшается до 1,5, а в анионе О
2
2–
– до
Xe
F
F
F
F

Страницы