химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

ся орбитали (облака) новой, но уже одинаковой формы и одинаковой энергии.

Следует отметить, что, как физи- х

ческий процесс, гибридизация орбиталей не существует. Теория гибридизации представляет собой удобную модель наглядного описания молекул.

На рис. 47 показана гибридная орбиталь, возникшая за счет комбинации s- и р-орбиталей. Она больше вытянута по одну сторону от ядра, чем по другую, т.е. электронная плотность в ней сконцентрирована по одну сторону в большей степени, чем по другую. Поэтому химическая

83

(s*p*p*p)-opSumaM Четыре spJ-орвитали

связь, образованная с участием электрона гибридной орбитали, должна быть более прочной, чем образованная электронами отдельных s- и р-орбиталей.

Характер гибридизации валентных орбиталей центрального атома.и их пространственное расположение определяют пространственную конфигурацию молекул. Так, при комбинации одной s- и одной р-орбитали возникают две sp-гибридные орбитали. расположенные симметрично под углом 180° (рис. 48). Отсюда и связи, образуемые с участием электронов этих орбиталей, также располагаются под углом 180°. Например, у атома бериллия sp-гибридизация орбиталей проявляется в молекуле ВеС12, которая вследствие этого имеет линейную форму (рис. 49, а) 84

Комбинация трех орбиталей — одной s- и двух Р-типа — приводит к образованию трех 5Р2-гибридных орбиталей, расположенных под углом 120° (см. рис. 48). Под таким же углом располагаются и связи, образованные с участием электронов этих орбиталей: Например, вследствие ЗРЗ-гибридизации орбиталей атома бора молекула ВС1з имеет треугольную форму (рис. 49, б). Распределение химических связей можно представить следующей схемой:

1^20'

85

Комбинация четырех орбиталей — одной s- и трех р-^ипа — приводит к sp2 — ^'-гибридизации, при которой четыре гибридные орбитали симметрично ориентированы в пространстве под углом 109°28' (см.

кое расположение связей и форма тетраэдра характерны для многих соединений углерода, например, СС14:

а

109

а

ЧС1

Вследствие «р3-гибридизации орбиталей атомов азота и бора аналогичную структуру имеют ионы NHJ и ВН~.

Комбинация орбиталей типа одной трех р- и одной d- приводит к «рЗ^-гибридизации. Это соответствует пространственной ориентации пяти «р2<^-гибридных орбиталей к вершинам тригоиалъиой бипирамиды (рис. 49, г). В случае sp3 (^-гибридизации шесть sp3(^-гибридных орбиталей ориентируются к вершинам октаэдра (рис. 49, д). Ориентация семи орбиталей к вершинам пентаюнальной бипирамиды (рис. 49, е) соответствует sp3d3 (или «р3<Р/)-гибридизации валентных орбиталей центрального атома молекулы (комплекса).

Влияние несвязывающей электронной пары центрального атома на строение молекул. Выше были рассмотрены правильные геометрические формы молекул и комплексов с валентными углами 180, 120 и 109,5, 90° Однако, согласно экспериментальным данным, значительно чаще встречаются молекулы и комплексы с несколько иными значениями валентных углов. Валентные углы в молекулах NH3 и Н20, например, составляют /HNH = 107,3° и /НОН = 104,5°. Согласно теории гибридизации центральные атомы этих молекул образуют химические связи за счет электронов 5р3-гибридных орбиталей. У атома углерода на четыре «р3-гибридные орбитали приходится четыре электрона:

+ + + +

Это определяет образование четырех связей С^Н и расположение атомов водорода молекулы метана СН4 в вершинах тетраэдра (рис. 50).

У атома азота на четыре «р3-гибридные орбитали приходится пять электронов:

Ti" + + +

Следовательно, одна пара электронов оказывается несвязывающей и занимает одну из «р3-гибридных орбиталей, направленных к вершине тетраэдра (рис. 50). Молекула NH3 имеет форму тригональной пйра-

1ДЫ.

У атома кислорода на четыре врЗ-гибридные орбитали приходится шесть электронов:

о 4f 4 + +

sp'

Теперь уже несвязывающие электронные пары занимают две гибридные врЗ-орбитали. Молекула Н20 имеет угловую форму.

В представлениях теории гибридизации уменьшение валентного угла НЭН в ряду СН4(109°28') - NH3 (107,3°) - Н20 (104,5°) объясняется следующим образом. В ряду С—N—О энергетическое различие между 2s- и 2р-орбиталями увеличивается, поэтому вклад 2*-орбиталей при гибридизации с 2р-орбиталями уменьшается. Это приводит к уменьшению валентного угла и постепенному приближению его к 90°

Модель локализованных электронных пар. Согласно этой теории, строение молекулы определяется взаимным отталкиванием связывающих и несвязывающих электронных пар центрального атома. Влияние числа связывающих и несвязывающих электронных пар центрального атома на пространственную конфигурацию молекул типа АВ показаны на рис. 51.

Согласно этой теории, молекулы СН4, NH3 и Н20 относятся к молекулам типа АВ4, АВ3Е* и АВ2Е2 соответственно. Молекула СН4 имеет форму правильного тетраэдра с атомом углерода в центре (рис. 51, а), а в молекуле NH3 (рис. 51, б) одна из вершин тетраэдра занята несвя-

*Е — несвязывающая электронная пара.

87

(107,3°) и NF3 (102°), Н20 (104,5°) и OF2 (103°) валентные углы уменьшаются. Свя

страница 23
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
адвокат по врачебным ошибкам
Выгодно кликнуть на ссылку - скидка в KNS по промокоду "Галактика" - HP MSA 2040 M0T60A с доставкой по Москве.
Электрические котлы Эван Warmos-IV 3,75
обувница купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(07.12.2016)