Что представляет собой гибридизация атомных орбиталей? В каких случаях она имеет место? Какие типы гибридизации АО вам известны? Есть ли гибридизация АО и какого типа в молекулах?

Что представляет собой гибридизация атомных орбиталей? В каких случаях она имеет место? Какие типы гибридизации АО вам известны? Есть ли гибридизация АО и какого типа в молекулах: N₂, BCl₃, PCl₃?

Решение: В результате комбинации различных орбиталей (s,p,d и т.д.) возникают новые атомные орбитали промежуточной формы, которые называются гибридными. А перестройка различных орбиталей, позволяющая ей более полно перекрываться с орбиталью соседнего атома, называется гибридизацией. Гибридизация осуществляется при возбуждении атома, например:

₄Be – 1s²2s²

                                  s                            p                                   

В возбужденном состоянии:

                                  s                            p                                   

А результате:

одна s + одна p- орбиталь → две sp- гибридные орбитали.

При гибридизации одной s- и двух p – орбиталей образуется три sp²-гибридных орбитали.

В молекуле BCl₃ центральный атом В – 1s²2s²2p¹ в возбужденном состоянии:

                                  s                            p                                   

Такой тип гибридизации объясняет расположение всех трех связей в молекуле BCl₃ в одной плоскости.

Если со стороны атома в химических связях участвуют четыре атомные орбитали одного слоя – s-, p_x,p_y,p_z, то в результате их гибридизации образуется четыре эквивалентные sp³ – орбитали.

Изменить свою «форму» атомная орбиталь может лишь комбинируясь с другими атомными орбиталями иной симметрии этого же атома. Гибридизация осуществляется при возбуждении атома, т.е. требует затрат энергии.

В молекуле атома азота:

Атом азота ₇N – 1s²2s²2p³

    s                       p                                   

Нет свободных орбиталей и возбуждения атома не происходит, поэтому в участии образовании молекулы азота не участвуют гибридные орбитали, участвуют просто три р- орбитали.

В молекуле PCl₅ центральный атом Р – 1s²2s²2p⁶3s² 3p³ в возбужденном состоянии:

                  s                     p                              d

В результате образуется пять sp³d – гибридных орбиталей.

В молекуле PCl₃ центральный атом Р находится в невозбужденном состоянии:

           s                p                                    d

В связи участвуют три p-орбитали. Поэтому в молекуле PCl₃ гибридизации АО не происходит.