Валентные состояния атома углерода. Гибридизация.

1s 2p x 2p y 1s 2p x 2p y 2p z 2s2s sp 3 – ГИБРИДИЗАЦИЯ 2s2s 2p z С – 1s 2 2s 2 2p 2 С * – 1s 2 2s 1 2p 3

sр 3 -Гибридизация - смешение одной 2s- и трех 2р- орбиталей. Все четыре гибридные орбитали строго ориентированы в пространстве под углом 109°28' друг к другу, создавая утолщенными "лепестками" геометрическую фигуру - тетраэдр Поэтому sp 3 -гибридизованный атом углерода часто называют "тетраэдрическим". Состояние углеродного атома с sp 3 -гибридными орбиталями (первое валентное состояние) характерно для предельных углеводородов - алканов. sp3 - тетраэдрическое строение sр 3 -Гибридизация

1s 2s2s 2p x 2p y 2p z 1s 2p x 2p y 2p z ЧЕТЫРЕ ВАЛЕНТНЫЕ σ- СВЯЗИ, НАПРАВЛЕННЫЕ К ВЕРШИНАМ ТЕТРАЭДРА 2s2s sp 3 – ГИБРИДИЗАЦИЯ Схема образования четырех sp 3 -гибридных орбиталей: а - негибридизованные орбитали атома углерода; б - орбитали атома углерода в состоянии sp 3 -гибридизации

Атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sp 3 - гибридизации. Каждый такой атом способен образовывать четыре одинарные σ -связи как с атомами углерода, так и с атомами водорода. Например, в этане каждый атом углерода образует одну σ -связь за счет осевого перекрывания гибридной орбитали с гибридной орбиталью другого атома углерода и три σ -связи за счет перекрывания гибридных орбиталей с s -орбиталями трех атомов водорода

109°28° СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ В МОЛЕКУЛЕ МЕТАНА ОБЪЕМНАЯ МОДЕЛЬ МОЛЕКУЛЫ ЭТАНА ОБРАЗОВАНИЯ σ-СВЯЗЕЙ в этане

Кристаллическая структура алмаза

sр 3 -Гибридизация sр 2 -Гибридизация sр -Гибридизация

sр 2 -Гибридизация - смешение одной 2s- и двух 2р-орбиталей, одна 2p не гибридизована и перпендикулярна плоскости, в которой расположены три sp 2 -гибридные орбитали. Состояние атома углерода с sp 2 -гибридными орбиталями (второе валентное состояние) характерно для непредельных углеводородов ряда этилена - алкенов sp 2 - плоскостное строение sр 2 -Гибридизация

sp 2 – ГИБРИДИЗАЦИЯ 1s 2s2s 2p x 2p y 2p z 1s 2s2s 2p x 2p y 2p z Схема образования трех sр 2 -гибридных орбиталей: a - негибридизованные орбитали атома углерода; б - орбитали атома углерода в состоянии sp 2 -гибридизации.

sр 2 -Гибридизация

ОБРАЗОВАНИЕ σ- и π-СВЯЗЕЙ В ЭТИЛЕНЕ

sр-Гибридизация - смешение одной 2s- и одной 2р- орбитали. Две гибридные орбитали расположены на одной прямой линии под углом 180° друг к другу. Остальные две негибридизованные 2р-орбитали расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Состояние атома углерода с sp-гибридными орбиталями (третье валентное состояние) характерно для непредельных углеводородов ацетиленового ряда - алкинов. sp - линейное строение s р - Гибридизация

Схема образования двух sp-гибридных орбиталей: а - негибридизованные орбитали атома углерода; б - орбитали атома углерода в состоянии sp-гибридизации Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образует две sp-гибридные орбитали

s р - Гибридизация

1s 2s2s 2p x 2p y 1s 2s2s 2p x 2p y 2p z sp– ГИБРИДИЗАЦИЯ 2 σ-связи каждого атома углерода; 2p-электрона, не участвующие в гибридизации, образуют две π-cвязи, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

а) схема образования σ-связей б) взаимное расположение σ- и π- связей

СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ σ-СВЯЗЕЙ В АЦЕТИЛЕНЕ ОБРАЗОВАНИЯ π- СВЯЗЕЙ в АЦЕТИЛЕНЕ

ВОПРОС 1 Какой тип гибридизации не существует и почему: sр 3, sp 2, sp 4, sp ? ОТВЕТ: sp 4, т.к. р – орбиталей только 3

ВОПРОС 2 Определите тип гибридизации каждого атома углерода в молекулах веществ, структурные формулы, которых записаны ниже. 1)СН 3 - СН 2 - СН 3 ; 2) 2) СН 2 = СН - СН 2 - СН 3 ; 3)3) CH C - СН 2 - СН 3 ; ОТВЕТ: 1. sp 3, sp 3, sp 3 ОТВЕТ: 2. sp 2, sp 2,sp 3, sp 3 ОТВЕТ: 3. sp, sp, sp 3, sp 3

Достигли ли вы цели урока? В какой степени? Какие вопросы вызвали наибольшее затруднение? Оцените свою работу по предложенному тесту (Приложение1).

Домашнее задание §4, 1, 2 По учебнику Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С.Ю. Пономарев, В.И. Теренин; под ред. В.И. Теренина. - 7-е изд., перераб. - М.: Дрофа, 2005.