Jak określić, ile orbitali hybrydowych?

Kiedy atomy dzielą elektrony z innymi atomami, tworząc wiązania chemiczne, orbitale zawierające elektrony zaangażowane w wiązanie łączą się, tworząc orbital „hybrydowy”. Liczba powstających orbitali hybrydowych zależy od liczby elektronów zajmujących skrajne orbitale, czyli tzw. powłokę walencyjną. Chemicy używają orbitali hybrydowych, aby wyjaśnić, dlaczego różne cząsteczki przyjmują określone kształty geometryczne.

Narysuj strukturę kropki Lewisa rozważanej cząsteczki. Zwykle obejmuje to określenie liczby elektronów walencyjnych zajmujących powłokę walencyjną dla każdego atomu w cząsteczce; ustanowienie jednego wiązania, które reprezentuje dwa elektrony, między centralnymi atomami a wszystkimi innymi atomami; następnie dodając podwójne wiązania w razie potrzeby, aby upewnić się, że każdy atom posiada lub dzieli łącznie osiem elektronów. Na przykład w czterochlorku węgla lub CCl4, węgiel reprezentuje atom centralny i przenosi cztery elektrony, ponieważ zajmuje grupę 4A w układzie okresowym; każdy atom chloru przynosi siedem elektronów, ponieważ zajmuje grupę 7A. Układ, który daje każdemu atomowi w cząsteczce osiem elektronów, obejmuje pojedyncze wiązanie między węgla i każdy z atomów chloru, a każdy atom chloru zawiera dodatkowe sześć niewiążących elektrony.

Policz liczbę domen elektronowych centralnego atomu w cząsteczce, notując liczbę niesparowanych elektronów i wiązań na centralnym atomie. Zauważ, że pojedyncze, podwójne lub potrójne wiązanie liczy się jako jedna domena elektronowa. Samotna para niewiążących elektronów również liczy się jako jedna domena elektronowa. Przykład czterochlorku węgla z kroku 1 składa się z czterech pojedynczych wiązań z atomami chloru i zero samotnych par elektronów, a zatem zawiera łącznie cztery domeny elektronowe.

Określ hybrydyzację atomu przez skorelowanie liczby domen elektronowych określonych w kroku 2 z odpowiednim schematem hybrydyzacji. Pięć głównych hybryd to sp, sp2, sp3, sp3d i sp3d2, które odpowiadają odpowiednio dwóm, trzem, czterem, pięciu i sześciu domenom elektronowym. Tetrachlorek węgla, z czterema domenami elektronowymi, wykazuje schemat hybrydyzacji sp3. Oznacza to, że atom centralny zawiera w sumie cztery orbitale hybrydowe utworzone przez połączenie jednego orbitali typu s i trzech orbitali typu p.

  • Dzielić
instagram viewer