Гибридизация электронных орбиталей и геометрия молекул. Определение гибридизация


Поговорим о том, как определить тип гибридизации

Поговорим о том, как определить тип гибридизации, а также рассмотрим геометрическое строение молекулы.

История появления термина

В начале двадцатого века Л. Полинглом была предложена теория геометрии молекул с ковалентной связью. В качестве основы для образования связи было взято перекрывание электронных облаков. Метод стали называть валентными связями. Как определять тип гибридизации атомов в соединениях? Автор теории предлагал учитывать смешивание гибридных орбиталей.

Определение

Для того чтобы понять, как определить тип гибридизации в соединениях, разберем, что обозначает этот термин.

как определить тип гибридизации

Гибридизация представляет собой смешивание электронных орбиталей. Данный процесс сопровождается распределением в них энергии, изменением их формы. В зависимости от того, в каком количестве будут смешиваться s- и p-орбитали, тип гибридизации может быть различным. В органических соединениях атом углерода может существовать в состоянии sp, sp2, sp3. Есть и более сложные формы, в которых участвуют, помимо sp, d-орбитали.

Правила выявления в молекулах неорганических веществ

Выявить вариант гибридизации можно для соединений с ковалентной химической связью, имеющих тип АВп. А – основной атом, В – лиганд, п – число от двух и выше. В подобной ситуации в гибридизацию будут вступать только валентные орбитали главного атома.

Способы определения

Поговорим подробнее о том, как определить тип гибридизации. В химическом понимании данный термин предполагает изменение энергии и формы орбиталей. Наблюдается подобный процесс в тех случаях, когда для образования связи используют электроны, которые принадлежат различным типам.

как определять тип гибридизации атомов

Чтобы понять, как определить тип гибридизации, рассмотрим молекулу метана. Данное вещество является первым представителем гомологического ряда насыщенных (предельных) углеводородов. В пространстве молекула СН4 является тетраэдром. Единственный атом углерода образует с водородами связи, сходные по энергии и длине. Для того чтобы образовались такие гибридные облака, используются три р- и один эс-электрон.

Четыре облака смешиваются, и возникает четыре одинаковых (гибридных) вида, имеющих форму неправильной восьмерки. Называют такой тип гибридизации sp3. Все углеводороды, в составе которых только простые (одинарные) связи, характеризуются именно таким типом гибридизации атома углерода. Валентный угол составляет 109 градусов 28 минут.

Продолжим разговор о том, как определить тип гибридизации. Примеры ненасыщенных углеводородов ряда этилена дают представление о sp2-гибридизации. Например, в молекуле этилена из четырех валентных электронов в образовании химической связи используется только три. Оставшийся негибридный р-электрон уходит на образование двойной связи.

как определить тип гибридизации примеры

Ацетилен является простейшим представителем класса СпН2п-2. Особенностью этого класса углеводородов является наличие тройной связи. Из четырех валентных электронов углеродного атома только два меняют свою форму и энергию, становясь гибридными. Два оставшихся электрона принимают участие в образовании двух двойных связей, определяя ненасыщенный характер этого класса органических соединений.

Заключение

Рассматривая вопрос, касающийся ковалентной химической связи для органических и для неорганических веществ, учитывают гибридизацию атомных орбиталей. При этом происходит выравнивание их энергии и формы. Электрон, располагающийся вблизи ядра связанного атома, характеризуется совокупностью орбиталей, которые обладают одинаковым квантовым числом. Информация о типе гибридизации дает возможность оценивать химические свойства вещества.

fb.ru

Гибридизация электронных орбиталей и геометрия молекул

В 1930 г. Слейтером и Л. Полингом была развита теория образования ковалентной связи за счет перекрывания электронных орбиталей – метод валентных связей. В основе этого метода лежит метод гибридизации, который описывает образование молекул веществ за счет «смешивания» гибридных орбиталей («смешиваются» не электроны, а орбитали).

Определение типа гибридизации молекул с ковалентной связью

Определить тип гибридизации можно только для молекул с ковалентной связью типа АВn, где n больше или равно двум, А – центральный атом, В – лиганд. В гибридизацию вступают только валентные орбитали центрального атома.

Определим тип гибридизации на примере молекулы Beh3.

Первоначально записываем электронные конфигурации центрального атома и лиганда, рисуем электронно-графические формулы.

4Be 1s22s2

1h2s1

Атом бериллия (центральный атом) имеет вакантные 2p-орбитали, поэтому, чтобы принять по одному электрону от каждого атома водорода (лиганд) для образования молекулы Beh3 ему необходимо перейти в возбужденное состояние:

Образование молекулы Beh3 происходит за счет перекрывания валентных орбиталей атома Be

* красным цветом обозначены электроны водорода, черным – бериллия.

Тип гибридизации определяют по тому, какие орбитали перекрылись, т.о., молекула Beh3 находитс в sp – гибридизации.

Помимо молекул состава ABn, методом валентных связей можно определить тип гибридизации молекул с кратными связями. Рассмотрим на примере молекулы этилена C2h5. В молекуле этилена кратная двойная связь, которая образована \tau- и \pi –связями. Чтобы определить гибридизацию, записываем электронные конфигурации и рисуем электронно-графические формулы атомов, входящих в состав молекулы:

6C 2s22s22p2

1h2s1

У атома углерода имеется еще одна вакантная p-орбиталь, следовательно, чтобы принять 4 атома водорода ему необходимо перейти в возбужденное состояние:

Одна p-орбиталь необходима для образования \pi-связи (выделена красным цветом), поскольку \pi-связь образуется за счет перекрывания «чистых» (негибридных) p — орбиталей. Остальные валентные орбитали идут в гибридизацию. Таким образом этилен находится в гибридизации sp2.

Определение геометрической структуры молекул

Геометрическую структуру молекул, а также катионов и анионов состава АВn можно с помощью метода Гиллеспи. В основе этого метода – валентные пары электронов. На геометрическую структуру оказывают влияние не только электроны, участвующие в образовании химической связи, но и неподеленные электронные пары. Каждую неподеленную пару электронов в методе Гиллеспи обозначают Е, центральный атом – А, лиганд – В.

Если неподеленных электронных пар нет, то состав молекул может быть АВ2 (линейная структура молекулы), АВ3 (структура плоского треугольника), АВ4 (тетраэдрическая структура), АВ5 (структура тригональной бипирамиды) и АВ6 (октаэдрическая структура). От базисных структур могут быть получены производные, если вместо лиганда появляется неподеленная электронная пара. Например: АВ3Е (пирамидальная структура), АВ2Е2 (угловая структура молекулы).

Чтобы определить геометрическую структуру (строение ) молекулы необходимо определить состав частицы, для чего вычисляют количество неподеленных лектронных пар (НЕП):

НЕП = (общее число валентных электронов – число электронов, пошедших на образование связи с лигандами) / 2

На связь с H, Cl, Br, I, F уходит по 1-му электрону от А, на связь с O – по 2 электрона, а на связь с N – по 3 электрона от центрального атома.

Рассмотрим на примере молекулы BCl3. Центральный атом – B.

5B 1s22s22p1

НЕП = (3-3)/2 = 0, следовательно неподеленных электронных пар нет и молекула имеет структуру АВ3 – плоский треугольник.

Подробно геометрическое строение молекул разного состава представлено в табл. 1.

Таблица 1. Пространственное строение молекул

Формула молекулы

Тип гибридизации

НЕП

Тип молекулы

Геометрия молекулы

Пример

АВ2

sp

0

АВ2

линейная

Beh3

АВ3

sp2

0

АВ3

треугольная

BCl3

1

АВ2Е

угловая

GeF2

АВ4

sp3

0

АВ4

тетраэдр

Ch5

1

АВ3Е

тригональная пирамида

Nh4

2

АВ2Е2

угловая

h3O

АВ5

sp3d

0

АВ5

тригональная бипирамида

PF5

1

АВ4Е

дисфеноид

SCl4

2

АВ3Е2

Т-образная

ICl3

3

АВ2Е3

линейная

XeF2

АВ6

sp3d2

0

АВ6

октаэдр

SF6

1

АВ5Е

квадратная пирамида

IF5

2

АВ4Е2

квадрат

XeF4

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Как определить тип гибридизации | Сделай все сам

Гибридизация в химическом смысле слова — это метаморфоза формы и энергии электронных орбиталей. Данный процесс происходит тогда, когда в образовании связи принимают участие электроны, принадлежащие к различным типам связи.

Инструкция

1. Разглядите молекулу простейшего предельного углеводорода метана. Его формула выглядит дальнейшим образом: Ch5. Пространственная модель молекулы представляет собою тетраэдр. Атом углерода образует с четырьмя атомами водорода абсолютно идентичные по длине и энергии связи. В них, согласно вышеприведенному примеру, участвуют 3 – Р электрона и 1 S – электрон, орбиталь которого стала в точности соответствовать орбиталям 3 других электронов в итоге произошедшей гибридизации . Такой тип гибридизации именуется sp^3 гибридизацией. Она присуща каждом предельным углеводородам.

2. А вот примитивный поверенный непредельных углеводородов – этилен. Его формула выглядит дальнейшим образом: С2Н4. Какой тип гибридизации присущ углероду в молекуле этого вещества? В итоге ее образуются три орбитали в виде несимметричных «восьмерок», лежащих в одной плоскости под углом 120^0 друг к другу. Их образовали 1 – S и 2 – Р электрона. Конечный 3-й Р – электрон не видоизменил свою орбиталь, то есть она осталась в виде верной «восьмерки». Такой тип гибридизации называют sp^2 гибридизацией.

3. Как же образуются связи в молекуле этилена? Две гибридизованные орбитали всего атома вступили во взаимодействие с двумя атомами водорода. Третья гибридизованная орбиталь образовала связь с такой же орбиталью иного атома углерода. А оставшиеся Р – орбитали? Они «притянулись» друг к другу по обе стороны от плоскости молекулы. Между атомами углерода образовалась двойная связь. Именно атомам с «двойственный» связью присуща sp^2 гибридизация.

4. А что происходит в молекуле ацетилена либо этина? Его формула выглядит дальнейшим образом: С2Н2. В всяком атоме углерода гибридизации подвергаются только два электрона: 1 —S и 1 – Р. Остальные два сберегли орбитали в виде «верных восьмерок», перекрывающихся» в плоскости молекулы и по обе стороны от нее. Вот следственно такой тип гибридизации носит наименование sp – гибридизации. Она присуща атомам с тройной связью.

Все слова , существующие в том либо другом языке, дозволено поделить на несколько групп. Это значимо при определении как значения, так и грамматических функций слова . Отнеся его к определенному типу , вы можете видоизменять его в соответствии с правилами, даже если оно вам прежде не встречалось. Типами элементов слова рного состава языка занимается лексикология.

Вам понадобится

  • — текст;
  • — словарь.

Инструкция

1. Выберите слово, тип которого вы хотите определить. Принадлежность его к той либо другой части речи пока не играет роли, как и форма, и функция его в предложении. Это может быть безусловно всякое слово. Если оно не указано в задании, выпишите первое попавшееся. Определите, называет ли оно предмет, качество, действие либо нет. По этому параметру все слова делятся на примечательные, местоименные, числительные, служебные и междометные. К первому типу относятся существительные, прилагательные, глаголы и наречия. Именно они обозначают наименования предметов, качеств и действий. 2-й тип слов, у которых есть функция называния — местоименный. Способность называть отсутствует у числительного, междометного и служебного типов. Это относительно небольшие группы слов, но они есть в всяком языке.

2. Определите, способно ли заданное слово выражать представление. Эта функция есть у слова рных единиц примечательного типа, чай именно они и формируют понятийный ряд всякого языка. Впрочем всякое число тоже относится к разряду представлений, а соответственно, числительное тоже несет в себе эту функцию. Есть она и у служебных слов, а вот у местоимений и междометий — отсутствует.

3. Разглядите, как будет себя вести слово, если оно окажется в предложении. Может ли оно являться членом предложения? Им может быть всякое слово примечательного типа. Но эта вероятность есть и у местоимения, а также у числительного. А вот служебные слова играют вспомогательную роль, ни подлежащим, ни сказуемым, ни второстепенными членами предложения они быть не могут, как и междометия.

4. Для комфорта дозволено составить табличку из четырех столбцов шести строк. В верхней строке назовите соответствующие столбцы «Типы слов», «Называние», «Представление» и «Способно ли быть членом предложения». В первом левом столбце запишите наименования типов слов, их каждого пять. Определите, какими функциями владеет заданное слово, а каких у него нет. В соответствующих графа поставьте плюсы и минусы. Если во всех 3 графах стоят плюсы, то это примечательный тип. У местоименного плюсы будут стоять в первом и третьем столбцах, у числительных — во 2-й и в третьей. Служебные слова могут только выражать представление, то есть имеют один плюс во 2-й графе. Наоборот междометий во всех 3 столбцах будут стоять минусы.

Видео по теме

Гибридизацией именуется процесс приобретения гибридов – растений либо звериных, произошедших от скрещения различных сортов и пород. Слово гибрид (hibrida) с латинского языка переводится как «помесь».

Гибридизация: натуральная и искусственная

Процесс гибридизации в биологии основан на объединении в одной клетке генетического материала различных клеток от различных особей. Различается внутривидовая гибридизация и отдаленная, при которой происходит соединение различных геномов. В природе обычная гибридизация происходила и происходит без участия человека непрерывно. Именно скрещиваясь внутри вида, изменялись и улучшались растения и возникали новые сорта и породы звериных. С точки зрения химии происходит гибридизация ДНК, нуклеиновых кислот, метаморфозы на ядерном и внутриатомном ярусах. В академической химии под гибридизацией воспринимается специфическое взаимодействие в молекулах вещества ядерных орбиталей. Но это не настоящий физический процесс, а лишь гипотетическая модель, доктрина.

Гибриды в растениеводстве

В 1694 году немецкий ученый Р. Камерариус предложил неестественно получать гибриды. А в 1717 году английский садовник Т. Фэрчайдл впервой скрестил различные виды гвоздик. Сегодня внутривидовая гибридизация растений производится с целью приобретения высокоурожайных либо приспособленных, скажем, морозостойких сортов. Гибридизация форм и сортов является одним из способов селекции растений. Таким образом сделано громадное число современных сортов сельхозкультур. При отдаленной гибридизации, когда скрещиваются представители различных видов и происходит объединение различных геномов, полученные гибриды в большинстве случаев не дают потомство либо производят помеси низкого качества. Именно следственно нет смысла оставлять семена созревших на грядке огурцов-гибридов, а любой раз приобретать их семена в специализированном магазине.

Селекция в животноводстве

В зверином мире обычная гибридизация, как внутривидовая, так и отдаленная, также имеет место. Мулы были вестимы человеку еще за две тысячи лет до нашей эпохи. И в текущее время мул и лошак применяется в домашнем хозяйстве как касательно недорогое рабочее звериное. Правда, такая гибридизация является межвидовой, следственно самцы-гибриды рождаются неукоснительно стерильными. Самки же дюже редко могут дать потомство. Мул – это гибрид кобылицы и осла. Гибрид, полученный от скрещивания жеребца и ослицы, именуется лошак. Намеренно разводятся мулы. Они выше и крепче лошака.А вот скрещивание домашней собаки с волком было дюже распространенным занятием у охотников. После этого, полученное потомство подвергалось последующей селекции, в итоге создавались новые породы собак. Сегодня селекция домашних звериных – главная составляющая успешности ветви животноводства. Гибридизация проводится целеустремленно, с ориентацией на заданные параметры.

jprosto.ru

3.2. Типы связей в молекулах органических веществ. Гибридизация атомных орбиталей углерода. Радикал. Функциональная группа.

Большинство органических соединений имеют молекулярное строение. Атомы в веществах с молекулярным типом строения всегда образуют только ковалентные связи друг с другом, что наблюдается и в случае органических соединений. Напомним, что ковалентным называется такой вид связи между атомами, который реализуется за счет того, что атомы обобществляют часть своих внешних электронов с целью приобретения электронной конфигурации благородного газа.

По количеству обобществлённых электронных пар ковалентные связи в органических веществах можно разделить на одинарные, двойные и тройные. Обозначаются данные типы связей в графической формуле соответственно одной, двумя или тремя чертами:

винилацетилен развернутая формула

Кратность связи приводит к уменьшении ее длины, так одинарная С-С связь имеет длину 0,154 нм, двойная С=С связь – 0,134 нм, тройная С≡С связь – 0,120 нм.

Типы связей по способу перекрывания орбиталей

Как известно, орбитали могут иметь различную форму, так, например, s-орбитали имеют сферическую, а p-гантелеобразную форму. По этой причине связи также могут отличаться по способу перекрывания электронных орбиталей:

• ϭ-связи – образуются при перекрывании орбиталей таким образом, что область их перекрывания пересекается линией, соединяющей ядра. Примеры ϭ-связей:сигма-связь

• π-связи – образуются при перекрывании орбиталей, в двух областях – над и под линией соединяющей ядра атомов. Примеры π-связей:

пи-связь

Как узнать, когда в молекуле есть π- и ϭ-связи?

При ковалентном типе связи ϭ-связь между любыми двумя атомами есть всегда, а π-связь имеет только в случае кратных (двойных, тройных) связей. При этом:

  • • Одинарная связь – всегда является ϭ-связью
  • • Двойная связь всегда состоит из одной ϭ- и одной π-связи
  • • Тройная связь всегда образована одной ϭ- и двумя π-связями.

Укажем данные типы связей в молекуле пропиновой кислоты:

бутиновая кислота формула

Гибридизация орбиталей атома углерода

Гибридизацией орбиталей называют процесс, при котором орбитали, изначально имеющие разные формы и энергии смешиваются, образуя взамен такое же количество гибридных орбиталей, равных по форме и энергии.

Так, например, при смешении одной s- и трех p-орбиталей образуются четыре sp3-гибридных орбитали:

sp3-гибридизация

В случае атомов углерода в гибридизации всегда принимает участие s-орбиталь, а количество p-орбиталей, которые могут принимать участие в гибридизации варьируется от одной до трех p-орбиталей.

Как определить тип гибридизации атома углерода в органической молекуле?

В зависимости от того, со скольким числом других атомов, связан какой-либо атом углерода, он находится либо в состоянии sp3, либо в состоянии sp2, либо в состоянии sp-гибридизации:

Количество атомов, с которыми связан атом углерода Тип гибридизации атома углерода Примеры веществ
4 атома sp3  Ch5 – метан
3 атома sp2  h3C=Ch3 – этилен
2 атома sp  HC≡CH — ацетилен

Потренируемся определять тип гибридизации атомов углерода на примере следующей органической молекулы:

• Первый атом углерода связан с двумя другими атомами (1H и 1C), значит он находится в состоянии sp-гибридизации.

  • • Второй атом углерода связан с двумя атомами – sp-гибридизация
  • • Третий атом углерода связан с четырьмя другими атомами (два С и два Н) – sp3-гибридизация
  • • Четвертый атом углерода связан с тремя другими атомами (2О и 1С) – sp2-гибридизация.

Радикал. Функциональная группа

Под термином радикал, чаще всего подразумевают углеводородный радикал, являющийся остатком молекулы какого-либо углеводорода без одного атома водорода.

Название углеводородного радикала формируется, исходя из названия соответствующего ему углеводорода заменой суффикса –ан на суффикс –ил.

Формула углеводорода Название углеводорода Формула радикала Название радикала
Ch5 метан -Ch4 метил
C2H6 этан -С2Н5 этил
C3H8 пропан -С3Н7 пропил
СnН2n+2 …ан -СnН2n+1 … ил

Функциональная группа — структурный фрагмент органической молекулы (некоторая группа атомов), который отвечает за её конкретные химические свойства.

В зависимости того, какая из функциональных групп в молекуле вещества является старшей, соединение относят к тому или иному классу.

функциональные группы

R – обозначение углеводородного заместителя (радикала).

Радикалы могут содержать кратные связи, которые тоже можно рассматривать как функциональные группы, поскольку кратные связи вносят вклад в химические свойства вещества.

Если в молекуле органического вещества содержится две или более функциональных группы, такие соединения называют полифункциональными.

scienceforyou.ru

Гибридизация (химия) - это... Что такое Гибридизация (химия)?

Модель молекулы метана, образованной sp3-гибридными орбиталями

Гибридизация орбиталей — гипотетический процесс смешения разных (s, p, d) орбиталей центрального атома многоатомной молекулы с возникновением того же числа орбиталей, эквивалентных по своим характеристикам.

Концепция гибридизации

Схема гибридизации атомных орбиталей атома углерода

Концепция гибридизации валентных атомных орбиталей была предложена американским химиком Лайнусом Полингом для ответа на вопрос, почему при наличии у центрального атома разных (s, p, d) валентных орбиталей, образованные им связи в многоатомных молекулах с одинаковыми лигандами оказываются эквивалентными по своим энергетическим и пространственным характеристикам.

Представления о гибридизации занимают центральное место в методе валентных связей. Сама гибридизация не является реальным физическим процессом, а только удобной моделью, позволяющей объяснить электронное строение молекул, в частности гипотетические видоизменения атомных орбиталей при образовании ковалентной химической связи, в частности, выравнивание длин химических связей и валентных углов в молекуле.

Концепция гибридизации с успехом была применена для качественного описания простых молекул, но позднее была расширена и для более сложных. В отличие от теории молекулярных орбиталей не является строго количественной, например она не в состоянии предсказать фотоэлектронные спектры даже таких простых молекул как вода. В настоящее время используется в основном в методических целях и в синтетической органической химии.

В 1954 году Нобелевский комитет удостоил Л.Полинга премии по химии «За изучение природы химической связи и его применение к объяснению строения сложных молекул». Но сам Л.Полинг не был удовлетворён введением σ,π — описания для двойной и тройной связи и сопряжённых систем.

В 1958 году на симпозиуме, посвящённом памяти Кекуле, Л.Полинг развил теорию изогнутой химической связи, учитывающую кулоновскую электронную корреляцию. По этой теории двойная связь описывалась как комбинация двух изогнутых химических связей, а тройная связь как комбинация трёх изогнутых химических связей.[1]

Этот принцип нашёл отражение в теории отталкивания электронных пар Гиллеспи — Найхолма. Первое и наиболее важное правило которое формулировалось следующим образом:

«Электронные пары принимают такое расположение на валентной оболочке атома, при котором они максимально удалены друг от друга, т.е электронные пары ведут себя так, как если бы они взаимно отталкивались»[2].

Второе правило состоит в том, что «все электронные пары, входящие в валентную электронную оболочку, считаются расположенными на одинаковом расстоянии от ядра».[2]

Виды гибридизации

sp-гибридизация

sp-гибридизация

Происходит при смешивании одной s- и одной p-орбиталей. Образуется две равноценные sp-атомные орбитали, расположенные линейно под углом 180 градусов и направленные в разные стороны от ядра атома углерода. Две оставшиеся негибридные p-орбитали располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях и участвуют в образовании π-связей, либо занимаются неподелёнными парами электронов.

sp2-гибридизация

sp2-гибридизация

Происходит при смешивании одной s- и двух p-орбиталей. Образуется три гибридные орбитали с осями, расположенными в одной плоскости и направленными к вершинам треугольника под углом 120 градусов. Негибридная p-атомная орбиталь перпендикулярна плоскости и, как правило, участвует в образовании π-связей

sp3-гибридизация

sp3-гибридизация

Происходит при смешивании одной s- и трех p-орбиталей, образуя четыре равноценные по форме и энергии sp3-гибридные орбитали. Могут образовывать четыре σ-связи с другими атомами или заполняться неподеленными парами электронов.

Оси sp3-гибридных орбиталей направлены к вершинам правильного тетраэдра. Тетраэдрический угол между ними равен 109°28', что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов. Так же sp3-орбитали могут образовывать четыре σ-связи с другими атомами или заполняться неподеленными парами электронов.

Гибридизация и геометрия молекул

Представления о гибридизации атомных орбиталей лежат в основе теории отталкивания электронных пар Гиллеспи-Найхолма. Каждому типу гибридизации соответствует строго определённая пространственная ориентация гибридных орбиталей центрального атома, что позволяет её использовать как основу стереохимических представлений в неорганической химии.

В таблице приведены примеры соответствия наиболее распространённых типов гибридизации и геометрической структуры молекул в предположении, что все гибридные орбитали участвуют в образовании химических связей (отсутствуют неподелённые электронные пары)[3].

Тип гибридизации Числогибридных орбиталей Геометрия Структура Примеры
sp 2 Линейная BeF2, CO2, NO2+
sp2 3 Треугольная BF3, NO3-, CO32-
sp3 4 Тетраэдрическая Ch5, ClO4-, SO42-, Nh5+
dsp2 4 Плоскоквадратная Ni(CO)4, XeF4
sp3d 5 Гексаэдрическая PCl5, AsF5
sp3d2 6 Октаэдрическая SF6, Fe(CN)63-, CoF63-

Ссылки

Литература

  • Паулинг Л. Природа химической связи / Пер. с англ. М. Е. Дяткиной. Под ред. проф. Я. К. Сыркина. — М.; Л.: Госхимиздат, 1947. — 440 с.
  • Полинг Л. Общая химия. Пер. с англ. — М.: Мир, 1974. — 846 с.
  • Минкин В. И., Симкин Б. Я., Миняев Р. М. Теория строения молекул. — Ростов-на-Дону: Феникс, 1997. — С. 397-406. — ISBN 5-222-00106-7
  • Гиллеспи Р. Геометрия молекул / Пер. с англ. Е. З. Засорина и В. С. Мастрюкова, под ред. Ю. А. Пентина. — М.: Мир, 1975. — 278 с.

См. также

Примечания

  1. ↑ Под редакцией Р. Х. Фрейдлиной. Теоретическая органическая химия. — пер. с англ. канд. хим. наук Ю.Г.Бунделем. — М.: Издательство иностранной литературы, 1963. — Т. 1. — С. 11. — 365 с.
  2. ↑ 1 2 Гиллеспи Р. Геометрия молекул / Пер. с англ. Е. З. Засорина и В. С. Мастрюкова, под ред. Ю. А. Пентина. — М.: Мир, 1975. — С. 18-19. — 278 с.
  3. ↑ Здесь A — центральный атом, X — гибридные связывающие орбитали

dic.academic.ru

Как определить тип гибридизации? — МегаЛекции

По характеру перекрывания различают сигма σ-и пи-связи - π. σ-связь- это связь, в которой перекрывание атомных орбиталей происходит вдоль оси, связывающей ядра атомов. Сигма связь может образовываться всеми типами орбиталей. Между двумя атомами в химической частице возможна только одна σ-связь. При перекрывании параллельных друг другу атомных орбиталей перпендикулярно оси связи образуются π-связи. Пи-связь: дополнительная к сигма связи. Одинарная связь – всегда сигма-связь. Двойная связь – состоит из 1 сигма и 1 пи-связи. Тройная связь: 1 сигма и 2 пи-связи.
Одинарная (σ) Двойная (σ+π) Тройная (σ + π + π)
С–С С–Н С–О H–Cl С=O С=С О=О С≡С С≡N N≡N

 

Гибридизация

Если атом связан с другими атомами ОДИНАКОВЫМИ СВЯЗЯМИ, но при их образовании участвуют орбитали разного типа, то используется метод ГИБРИДИЗАЦИИ.

Пример: Молекула СН4 имеет форму правильного тетраэдра, в ней все 4 связи имеют одинаковую длину, прочность, находятся под одинаковыми углами друг к другу.

 

Однако у четырёхвалентного атома углерода электроны расположены на трёх р-орбиталях и одной s-орбитали. Они разные по энергии, форме и расположены в пространстве иначе.

Для объяснения используется понятие ГИБРИДИЗАЦИИ:

Из четырёх атомных орбиталей образуются 4 новых,

гибридных орбитали, которые в пространстве располагаются НА МАКСИМАЛЬНОМ УДАЛЕНИИ ДРУГ ОТ ДРУГА. Это правильный тетраэдр, углы между связями равны 109° 29´.

Так как в образовании четырёх связей участвуют одна s и три р-оболочки, то такой тип гибридизации обозначается sp3

 

В зависимости от числа и типа орбиталей, которые принимают участие в гибридизации, отличают следующие типы гибридизации:

1) sp-гибридизация. Участвуют одна s-орбиталь и одна р-орбиталь. Молекула имеет линейную структуру, валентный угол – 1800.

2) sp2-гибридизация. Участвуют одна s-орбиталь и две р-орбитали. Молекула располагается в плоскости (концы гибридных орбиталей направлены к вершинам равностороннего треугольника), валентный угол – 1200.

3) sp3-гибридизация. Участвуют одна s-орбиталь и три р-орбитали. Молекула имеет тетраэдрическую форму, валентный угол – 109,280.

 

Как определить тип гибридизации?

1. В гибридизации участвуют сигма-связи и НЕПОДЕЛЁННЫЕ ИОННЫЕ ПАРЫ.

2. Общее число участвующих орбиталей сигма-связей + электронных пар = числу гибридных орбиталей и определяет тип гибридизации.

 

Задание: определить тип гибридизации атома углерода в молекуле фосгена.

O=C – Cl

\

Cl

1) углерод образует 2 одинарные связи (это сигма-связи) и одну двойную связь (сигма+пи).Все 4 электрона углерода участвуют в образовании этих связей.

2) таким образом, в гибридизации примут участие ТРИ СИГМА-связи. Это sp2-гибридизация, молекула имеет форму плоского треугольника. Пи-связь располагается перпендикулярно плоскости этого треугольника.

megalektsii.ru

это что такое? Типы гибридизации :: SYL.ru

О гибридах нам говорят много. О них повествуют и фильмы, и книги, а также их рассматривает наука. В первых двух источниках гибриды являются очень опасными существами. Они могут принести уж очень много зла. Но далеко не всегда гибридизация - это плохое явление. Достаточно часто оно бывает хорошим.

Пример гибридизации - это каждый человек. Все мы являемся гибридами двух людей - отца и матери. Так, слияние яйцеклетки и сперматозоида также является своего рода гибридизацией. Именно данный механизм позволяет двигать эволюцию. При этом бывает и гибридизация с отрицательным знаком. Давайте рассмотрим данное явление в целом.

Общее представление о гибридизации

Впрочем, не только биология включает данное понятие. И пусть во вступлении был рассмотрен пример с гибридами как полноценными особями непонятного биологического вида. При этом данное понятие может использоваться и в других науках. И значение данного термина будет несколько отличаться. Но при этом кое-что общее все же есть. Это слово "объединение", которое объединяет все возможные значения данного термина.

Где существует данное понятие?

Термин "гибридизация" используется в ряде наук. А поскольку большая часть существующих ныне дисциплин пересекается, то можно смело говорить об использовании каждого значения данного термина в любой науке, так или иначе связанной с естественными исследовательскими отраслями. При этом наиболее активно данный термин используется в:

  1. Биологии. Отсюда пошло понятие гибрида. Хотя, как всегда, при перемещении из науки в повседневную жизнь произошло некоторое искажение фактов. Мы под гибридом понимаем особь, получившуюся в процессе скрещивания двух других видов. Хотя так бывает не всегда.
  2. Химии. Данное понятие означает смешивание нескольких орбиталей - своеобразных путей движения электронов.
  3. Биохимии. Здесь ключевым понятием является гибридизация ДНК.

Как видим, третий пункт находится на стыке двух наук. И это абсолютно нормальная практика. Один и тот же термин может образовывать на стыке двух наук абсолютно другое значение. Давайте более детально рассмотрим понятие гибридизации в этих науках.

Что такое гибрид?

Гибрид - это существо, которое получилось в процессе гибридизации. Данное понятие относится к биологии. Гибриды могут получаться как случайно, так и специально. В первом случае это могут получиться животные, которые создаются в процессе спаривания двух разновидовых существ.

Например, рассказывают о том, что появляются у кошек и собак дети, которые не являются ни одними из них. Иногда гибриды создаются специально. Например, когда к абрикосу прикрепляют вишню, мы имеем дело как раз с специальной гибридизацией.

Гибридизация в биологии

Биология - интересная наука. И понятие гибридизации в ней не менее увлекательное. Под данным термином подразумевается объединение генетического материала разных клеток в одной. Это могут быть как представители одного вида, так и нескольких. Соответственно, происходит деление на такие разновидности гибридизации.

  • Внутривидовая гибридизация. Это когда две особи одного вида создают потомка. Примером внутривидовой гибридизации можно считать человека. Он получился в процессе слияния половых клеток представителей одного биологического вида.
  • Межвидовая гибридизация. Это когда скрещиваются похожие, но принадлежащие к разным видам, животные. Например, гибрид коня и зебры.
  • Отдаленная гибридизация. Это когда скрещиваются представители хоть и одного вида, но при этом не объединенные семейными связями.

Каждая из этих разновидностей помогает не только эволюции. Ученые также активно стараются скрещивать разные виды живых существ. Лучше всего получается с растениями. Причин этому несколько:

  • Разное количество хромосом. У каждого вида есть не только специфическое количество хромосом, но и их набор. Все это мешает воспроизводить потомство.
  • Размножаться могут только растения-гибриды. И то не всегда.
  • Полиплоидными могут быть только растения. Чтобы растение размножалось, оно должно стать полиплоидным. В случае с животными это верная смерть.
  • Возможность вегетативной гибридизации. Это очень простой и удобный способ создания гибридов нескольких растений.

Это причины, по которым скрещивать два растения значительно проще и эффективнее. В случае с животными, возможно, в будущем получится добиться возможности размножения. Но на данный момент официальным в биологии считается мнение, что животные-гибриды утрачивают способность размножаться, так как данные особи являются генетически нестабильными. Следовательно, неизвестно, к чему может привести их размножение.

Виды гибридизации в биологии

Биология - наука достаточно широкая по своей специализации. Бывает два вида гибридизации, которые она предусматривает:

  1. Генетическая. Это когда из двух клеток делается одна с уникальным набором хромосом.
  2. Биохимическая. Примером данного вида является гибридизация ДНК. Это когда комплементарные нуклеиновые кислоты объединяются в одну ДНК.

Можно делить на большее количество разновидностей. Но это мы сделали в предыдущем подразделе. Так, отдаленная и внутривидовая гибридизация - это составные части первого типа. А там классификация еще больше расширяется.

Понятие вегетативной гибридизации

Вегетативная гибридизация - это понятие в биологии, которое означает такую разновидность скрещивания двух растений, при котором часть одного вида приживается на другом. То есть, гибридизация происходит за счет совмещения двух разных частей организма. Да, так можно растение охарактеризовать. Ведь у него также есть свои органы, объединенные в целую систему. Следовательно, если называть растение организмом, ничего зазорного в этом нет.

Вегетативная гибридизация имеет ряд преимуществ. Это:

  • Удобство.
  • Простота.
  • Эффективность.
  • Практичность.

Данные плюсы делают такую разновидность скрещивания очень популярной у садоводов. Также есть такое понятие, как соматическая гибридизация. Это когда скрещивают не половые клетки, а соматические, вернее, их протопласты. Данный способ скрещивания производится тогда, когда невозможно создать гибрид стандартным половым путем между несколькими растениями.

Гибридизация в химии

Но теперь мы немного отступим от биологии и поговорим о другой науке. В химии есть свое понятие, называется оно "гибридизация атомных орбиталей". Это очень сложный термин, но если разбираться немного в химии, то ничего сложного в нем нет. Сперва нужно объяснить, что же такое орбиталь.

Это своеобразный путь, по которому движется электрон. Нас этому учили еще в школе. И если происходит такое, что данные орбитали разного типа смешиваются, получается гибрид. Существует три вида явления, называемого "гибридизация орбиталей". Это такие разновидности:

  • sp-гибридизация - одна s и другая p орбиталь;
  • sp2-гибридизация - одна s и две p орбитали;
  • sp3-гибридизация - одна s и три p орбитали соединяются.

Данная тема достаточно сложная для изучения, и ее нужно рассматривать неразрывно от остальной части теории. Причем понятие гибридизации орбиталей касается больше конца данной темы, а не начала. Ведь нужно изучить само понятие орбиталей, какими они бывают и так далее.

Выводы

Итак, мы разобрались в значениях понятия "гибридизация". Это, оказывается, достаточно интересно. Для многих было открытием то, что в химии также есть данное понятие. Но если бы этого такие люди не знали, то чему бы они могли научиться? А так, есть развитие. Важно не прекращать тренировать эрудицию, так как это обязательно будет характеризовать вас с хорошей стороны.

www.syl.ru