Гибридизация атомных орбиталей

Гибридизация Гибридизация АО – это взаимодействие (смешение) разных по типу, но близких по энергии атомных орбиталей данного атома с образованием гибридных орбиталей одинаковой формы и энергии.

Гибридизация атомных орбиталей (АО) Например, смешение 2s-АО с 2p-АО дает две гибридные 2sp-АО:

sp-Гибридизация (линейная) Одна s- и одна р-орбиталь смешиваются, образуя две равноценные sp-орбитали, расположенные под углом 180°, т.е. на одной оси.

Гибридные sp-орбитали участвуют в образовании двух s-связей. Две р-орбитали не гибридизованы и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях: р-орбитали

sp-Гибридизация

Пример 1. Образование молекулы BeF 2 1. Электронная формула атома Ве: 1s 2 2s 2 2p Электронно-структурная формула атома Ве: 3. Электронная и электронно-структурная формула атома Ве в возбужденном состоянии – Ве*: 1s 2 2s 1 2p 1 4. Гибридизация 2s- и 2 р-орбиталей атома бериллия в возбужденном состоянии – Ве*: 2s 1s 2p 2s 1s 2p 2s2s 1s1s

Пример 1. Образование молекулы BeF 2 (продолжение) 4. Электронная формула атома F: 1s 2 2s 2 2p Электронно-структурная формула атома F: 6. Перекрывание sp-гибридных орбиталей атома Ве и р-орбиталей атома F: 2p 2s 1s σ-связь F F sp-гибридизация АО Be

sp 2 -Гибридизация (плоскостно-тригональная)

Пример 2. Образование молекулы BF 3 1. Электронная формула атома бора В: 1s 2 2s 2 2p Электронно-структурная формула атома В: 3. Электронная и электронно-структурная формула атома В в возбужденном состоянии – В*: 1s 2 2s 1 2p 2 4. Гибридизация одной 2s- и двух 2 р-орбиталей атома бора в возбужденном состоянии – В*: 2s 1s 2p 2s 1s 2p 2s2s 1s1s

Пример 2. Образование молекулы BF 3 (продолжение) 4. Электронная формула атома F: 1s 2 2s 2 2p Электронно-структурная формула атома F: 6. Перекрывание sp 2 -гибридных орбиталей атома В и р-орбиталей атома F: 2p 2s 1s

sp 3 -Гибридизация (тетраэдрическая) Одна s- и три р-орбитали смешиваются, и образуются четыре равноценные по форме и энергии sp 3 -гибридные орбитали.

Основное и возбужденное состояния атома углерода Гибридизация атома углерода сопровождается его возбуждением и переносом электрона с 2s- на 2 р-АО:

sp 3 -Гибридизация Схема sp 3 -гибридизации атомных орбиталей.

. Тетраэдрический угол между ними равен 109°28', что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов.

Пример 3. Образование молекулы СН 4 1. Электронная формула атома углерода: 1s 2 2s 2 2p Электронно-структурная формула атома С: 3. Электронная и электронно-структурная формула атома С в возбужденном состоянии – С*: 1s 2 2s 1 2p 3 4. Гибридизация одной 2s- и двух 3 р-орбиталей атома углерода в возбужденном состоянии – С*: 2s 1s 2p 2s 1s 2p 2s2s 1s1s

Пример 3. Образование молекулы СН 4 (продолжение) 4. Электронная формула атома Н: 1s Электронно-структурная формула атома Н: 6. Перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атома С и s-орбиталей атома Н: 1s

Молекула метана СН 4

Типы гибридизации