Гибридизация. 1. Определение.

Гибридизация

1. Определение.

Гибридизация – это выравнивание (усреднение) энергии у атома различных атомных орбиталей в результате смешения перед химическим взаимодействием (или в его процессе), что приводит к образованию гибридных орбиталей.

2. Зачем понадобилось вводить гибридизацию?

Приведём примеры:

· В молекуле H₂O атом кислорода образует две σ -связи с атомами водорода за счёт р-облаков внешнего энергетического слоя, ориентированных взаимно перпендикулярно. Следовательно, угол связи Н-О-Н должен быть близок к 90⁰:

· В молекуле NH₃ углы между связями, образованными тремя р-орбиталями атома азота, также должны быть близкими к 90⁰.

Однако экспериментально определенные валентные углы (104, 5⁰ в молекуле H₂O и 107, 3⁰ в молекуле NH₃отличаются от рассчитанных.

· Рассмотрим молекулу CH₄.

Атом углерода в возбуждённом имеет четыре неспаренных электрона: один на s-орбитали и три на р-орбиталях. В результате должны образоваться четыре ковалентные связи. Три из них должны быть s-p-связями, образованными за счёт перекрывания р-облаков углерода и s-облаков водорода. Эти связи должны иметь равную длину, энергию и располагаться под углами 90⁰ друг к другу. Четвёртая связь должна образоваться за счёт перекрывания s-облака атома углерода и s-облака атома водорода. В результате этого перекрывания должна образоваться связь, отличающаяся от трёх других длиной и энергией. Однако точно установлено, что в CH₄ все связи равноценны по длине и энергии, а угол между связями равен 109⁰ 28ʹ.

Таким образом, есть проблема, решить которую метод валентных связей не может!

Есть проблема → надо искать решение! Решение проблемы может быть найдено только введением новой концепции!

Эта концепция получила название гибридизация атомных орбиталей.

12 3 4 Следующая ⇒