Wykład 19
Transkrypt
Wykład 19
Hybrydyzacja orbitali atomowych łac. hybrida – mieszaniec, Kojarzenie płciowe osobników odmiennych ras, gatunków, rodzajów Hybrydyzacja z orbitali atomowych tworzymy takie kombinacje liniowe, które lepiej nadawałyby się do opisu poszczególnych wiązań. • ma zastosowanie wyłącznie do atomów w cząsteczkach • liczba hybr hybry yd = liczba orbitali atomowych zużytych do ich utworzenia • orbitale zhybrydyzowane mają inną energię i kształt niż orbitale atomowe z których powstały • hybry ybrydyzacja wymaga dodatkowej energii, energia ta jest oddawana po utworzeniu wiązania. hybrydyzacja sp pojedynczy orbital s nakłada się z orbitalem p h1 = s + px h2 = s - px Experimental AFM image F. J. Giessibl, S. Hembacher, H. Bielefeldt, J. Mannhart, Science 289, 422 (2000) Orbitale zhybrydyzowane •Hybrydy powstają w wyniku mieszania się orbitali o porównywalnej energii. •Liczba hybryd jest równa liczbie orbitali atomowych użytych do ich utworzenia s + p sp sp 2s + Bonding Direction 2px = Node shifted off x=0 plane. Cząsteczka BeH2 (Be 1s22s2, H 1s1) obszar nakładania się orbitali H Be H 2s + 2p = sp hybryd Cząsteczka C2H2 Cząsteczka C2H2 •C* 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1 • hybrydyzacja sp Tworzenie wiązania π w C2H2 Wiązanie jest liniowe (kąt 180 o) Hybrydyzacja sp2 ( 1 orbital s i dwa orbitale p) Przykładem związku posiadającego tego typu hybrydyzację jest BH3. Tworzenie się hybryd h1 = s + √2px h2 = s - √1/2px + √3/2py h3 = s - √1/2px - √3/2py Hybrydyzacja sp2 w zapisie energetycznym dla cząsteczki BH3 sp2 – C2H4 •C* 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1 • H sp2 H H C C H C2H4 C2 H4 C2H4 Nakładanie się zhybrydyzowanych orbitali (hybrydyzacja sp2) centralnego atomu tlenu z orbitalami 2p skrajnych atomów tlenu w cząsteczce O3 Nakładanie się orbitali 2pz atomów tlenu w cząsteczce O3 O3 http://earthobservatory.nasa.gov Tworzenie hybryd sp3 promocja hybrydyzacja poziomy energetyczne atomu węgla, promocja elektronu 2s, hybrydyzacja sp3 Cząsteczka CH4 tetraedr przykład hybrydyzacji sp3 w NH3 N: He, 2s2p3 sp3 5e = 5e (1+3)Ψ (1+3) Ψ = 4t He, t12, t21, t31, t41 Przestrzenne rozmieszczenie wiązań i wolnej pary elektronowej w cząstecze NH3 hybrydyzacja poziomy energetyczne atomu tlenu i ich hybrydyzacja sp3 Przestrzenne rozmieszczenie wiązań i wolnych par elektronowych w cząstecze H2O O: He, 2s2p4 sp3 6e = 6e (1+3)Ψ (1+3) Ψ = 4t He, t11, t21, t32, t42 Hybrydyzacja sp3d Przykłady cząsteczek: PCl5 SF4 ClF3 X Hybrydyzacja sp3d2 przykłady SF6, BrF5, XeF4 Witamina B12 sp C≡N ligand sp2 C=O d2sp3 Co sp3 sp3 SO4 Przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane