Тип гибридизации и пространственная конфигурация молекул

⇐ Назад

Тип молекулы, иона	Валентные орбитали	Пространственная конфигурация	Пространственное изображение	Примеры	Число гибридных орбиталей

АВ₂	p² чистые	угловая		H₂S
sp	линейная		BeF₂ C₂H₂
АВ₃	p³ чистые	пирамидальная		PH₃
sp²	треугольная		BF₃ CO₃^2-
АВ₄	sp³	тетраэдр		CH₄ CCl₄
dsp²	квадратная		[PdCl₄]^2-
АВ₅	sp³d	тригональная бипирамида		PCl₅ PF₅
АВ₆	sp³d²	октаэдр		SF₆

Окончание таблицы 5


АВ₇	sp³d³	пентагональная бипирамида	IF₇
АВ₈	sp³d⁴	куб	[PdF₈]^4-

Ионная связь образуется между элементами, резко различающимися по значениям их электроотрицательности.

Так, например, в молекуле NaCl ионная связь образуется не за счет общих электронных пар, а за счет передачи электрона более электроотрицательному атому и электростатического притяжения образующихся противоположно заряженных ионов, например, NaF:

Схема 2. Схематическое изображение образования NaF

Свойства ионной связи

Ненаправленность.

Электрическое поле иона имеет сферический характер, следовательно, для ионной химической связи не характерна направленность.

Ненасыщаемость.

Ион способен взаимодействовать со многими соседними ионами противоположного знака, число которых зависит от зарядов ионов и соотношений геометрических размеров.

Ионная химическая связь проявляется в твердых веществах с ионной кристаллической решеткой.

Пример 13. Какой тип гибридизации атомных орбиталей бериллия (Be) осуществляется в молекуле фторида бериллия (BeF₂)?

Дано: BeF₂.

Найти: тип гибридизации в молекуле BeF₂.

Решение: Электронная конфигурация атома бериллия в основном состоянии записывается как 1s²2s², то есть у атома отсутствуют неспаренные (валентные) орбитали:

Химические связи может образовывать лишь атом, находящийся в возбужденном состоянии (Ве^*) с конфигурацией 1s² 2s¹ 2p¹ и имеющий по одному неспаренному электрону на 2s- и на 2p- орбиталях:

Электроны на этих двух орбиталях подвергаются гибридизации по sp-типу. Этот тип гибридизации дает линейную конфигурацию молекулы BeF₂ (валентный угол 180º).

Ответ: Атомные орбитали Ве, участвующие в образовании молекулы находятся в состоянии sp-гибридизации.

Пример 14. Сера образует химические связи с калием, водородом, бромом и углеродом. Какие из связей наиболее и наименее полярны? Укажите, в сторону какого атома смещается общая электронная пара?

Дано: S, K, H, Br, C.

Найти: ∆χ(S – K), ∆χ(S - H), ∆χ(S – Br), ∆χ(S – C) - ?

Решение: Используя значения относительных электроотрицательностей атомов (Приложение 3 табл. 1), находим разность относительных электроотрицательностей (∆χ) серы и элемента, образующего с ней химическую связь:

а) ∆χ(S – K) = 2,6 – 0,91 = 1,69, электронная пара смещена в сторону атома серы;

б) ∆χ(S – H) = 2,6 – 2,1 = 0,5, электронная пара смещена в сторону атома серы;

в) ∆χ(S – Br) = 2,6 – 2,74 = -0,14, электронная пара смещена в сторону атома брома;

г) ∆χ(S – C) = 2,6 – 2,5 = 0,1, электронная пара смещена в сторону атома серы.

Чем больше по абсолютной величине разность относительных электроотрицательностей, тем более полярна связь. В данном примере наиболее полярной является связь сера – калий, наименее полярной – связь сера – углерод.

Ответ: Наиболее полярной является связь сера – калий, наименее полярной – связь сера – углерод. ∆χ(S – K) = 1,69 (электронная пара смещена в сторону атома серы); ∆χ(S – H) = 0,5 (электронная пара смещена в сторону атома серы); ∆χ(S – Br) = -0,14 (электронная пара смещена в сторону атома брома); ∆χ(S – C) = 0,1 (электронная пара смещена в сторону атома серы).

Пример 15.Длина диполя молекулы НСl равна 0,22∙10^{-8 см. Вычислите электрический момент диполя.}

Дано: молекула HCl; l(H-Cl) = 0,22∙10^-8 см= 2,2∙10^{-11 м}; q = 1,60∙10^-19 Кл.

Найти: μ молекулы НСl - ?

Решение:Электрический момент диполя рассчитывается по формуле:

μ = q∙l

μ = 1,60∙10^-19 ∙2,2∙10^-11 = 3,52∙10^-30 Кл∙м = = 3,52∙10^-30/(3,33∙10^-30) = 1,06 D.

Ответ: Электрический момент диполя молекулы НСl равн 1,06 D.

⇐ Назад