Гібридизація орбіталей

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Чотири sp3 орбіталі
Три sp2 орбіталі

Гібридиза́ція орбіта́лейсуперпозиція різних, але близьких за енергією орбіталей даного атома, з виникненням того ж числа нових гібридних орбіталей схожої форми та виразної просторової спрямованості. Ці гібридні орбіталі переводяться одна в одну перетвореннями певної точкової групи симетрії. Гібридизація атомних орбововоовіталей лолрорвідбувається при виникненні ковалентних зв'язків між атомами.

Гiбpидна орбiталь - атомна орбiталь, отримана змішуванням двох чи більше атомних орбіталей атома з рiзними значеннями орбiтального квантового числа, має виражене спрямування. Наявністю цих орбіталей пояснюється геометрія переважної більшості органічних та неорганічних молекул. Відомі такі їх типи:

  • — sp-гібридні орбіталі, вони утворені змішуванням однієї s та

однієї р атомних орбіталей, кут між такими орбіталями складає 180°, утворюють лінійну структуру;

  • — sp2 гібридні орбіталі, вони утворені змішуванням однієї s та

двохp атомних орбіталей, кут між ними складає120°, утворюють тригональну плоску структуру;

  • — sp3 гібридні орбіталі, вони утворені змішуванням однієї s та

трьох p атомних орбіталей, кут між ними складає109°, утворюють тетрагональну структуру;

  • — sp3d2 гібридні орбіталі, вони утворені змішуванням однієїs,

трьох p та двох d атомних орбіталей, утворюють октаедральну структуру;

  • — sp3d гібридні орбіталі, вони утворені змішуванням однієї s, трьох p та однієї d атомних орбіталей, утворюють плоску квадратну структуру.

Опис окремих типів гібридизації орбіталей[ред.ред. код]

При гібридизації s- і p-орбіталей, розрізняють такі основні типи:

sp3-гібридизація[ред.ред. код]

відбувається при змішуванні однієї s- і трьох p-орбіталей. Виникає чотири однакові орбіталі, розташовані одна щодо іншої під кутами тетраедрів 109°28’. Прикладом sp³-гібридизації є молекула метану, або кристалічна ґратка типу алмазу (кремній, германій, арсенід галію).

sp2-гібридизація[ред.ред. код]

відбувається при змішуванні однієї s- і двох p-орбіталей. Утворюється три гібридні орбіталі з осями, розташованими в одній площині і направленими до вершин правильного трикутника під кутом 120°. Негібридна p-атомна орбіталь перпендикулярна площині і, як правило, бере участь в утворенні π-зв'язків. Прикладом sp²-гібридизації є молекула бензолу, ненасичені полімери, графіт.

sp-гібридизація[ред.ред. код]

відбувається при змішуванні однієї s- і однієї p-орбіталей. Утворюється дві рівноцінні sp-гібридні орбіталі, розташовані лінійно (під кутом 180°) і направлені в різні боки від ядра атома. Дві інші негібридні p-орбіталі розташовуються у взаємно перпендикулярних площинах. Приклад sp-гібридизації дає молекула ацетилену та ланцюжок карбіну.

Ці основні типи гібридизації є лише наближеним якісним уявленням. Для конкретної молекули чи конкретного кристала співвідношення між атомними орбіталями в складі молекулярних орбіталей та кути між хімічними зв'язками визначаються конкретними квантово-хімічними розрахунками та симетрією хімічних структур.

Джерела[ред.ред. код]

  • Ю. О. Ластухін; С. А. Воронов (2006). Органічна хімія. Підручник. (вид. Видання 3-тє, стереотипне). Львів: "Центр Європи". с. 45–50. ISBN 966-7022-19-6. 
  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
Реторта Це незавершена стаття з хімії.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.