Гибридизация орбиталей — концепция смешения разных, но близких по энергии орбиталей данного атома, с возникновением того же числа новых гибридных орбиталей, одинаковых по энергии и форме. Гибридизация атомных орбиталей происходит при возникновении ковалентной связи между атомами. Гибридизация орбиталей очень полезна при объяснении формы молекулярных орбиталей и является интегральной частью теории валентных связей. Теория гибридизации, в отличие от теории молекулярных орбиталей не является строго количественной, например она не в состоянии предсказать фотоэлектронные спектры даже таких простых молекул как вода. Поэтому в настоящее время используется в основном в педагогических целях и в синтетической органической химии.
SP3d2 —гибридизация.
При этом типе гибридизации участвуют 5 орбиталей (S, три Р и одна d) и образуется столько же гибридных орбиталей.Поэтому одному типу гибридизации орбиталей центрального атома могут соответствовать несколько координационных чисел. (октаэдр. Встречается у серы в соединениях SF4, SF6)
sp3-Гибридизация (характерна для алканов) тетраэдрическая
гибридизация, в которой участвуют атомные орбитали одного s- и трех p-электронов. Четыре sp3-гибридные орбитали симметрично ориентированны в пространстве под углом 109°28' . Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образован sp3-гибридными орбиталями – тетраэдр
sp2-гибридизация (характерна для алкенов , диенов и аренов) треугольная
Три sp² орбиталиПроисходит при смешивании одной s- и двух p-орбиталей. Образуется три гибридные орбитали с осями, расположенными в одной плоскости и направленными к вершинам треугольника под углом 120 градусов. Негибридная p-атомная орбиталь перпендикулярна плоскости и, как правило, участвует в образовании π-связей
sp-гибридизация (характерна для алкинов) линейная
Происходит при смешивании одной s- и одной p-орбиталей. Образуется две равноценные sp-атомные орбитали, расположенные линейно под углом 180 градусов и направленные в разные стороны от ядра атома углерода. Две оставшиеся негибридные p-орбитали располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях и участвуют в образовании π-связей, либо занимаются неподелёнными парами электронов
Неподеленная (несвязанная) пара электронов (НПЭ)- это два электрона с противоположными спинами, занимающие одну и ту же орбиталь ( принцип Паули) на внешней оболочке атома.
Влияние неподеленной пары всегда приводит к уменьшению валентного угла по сравнению с его значением для правильного тетраэдра.
Под влиянием неподеленной пары связывающие пары сближаются, что ведет к уменьшению угла между связями.
В молекулах аммиака и воды центральный атом находится в состоянии sp3-гибридизации. В молекуле аммиака в образовании связей участвует только три гибридные орбитали, а на четвертой орбитали находится неподеленная электронная пара. В молекуле воды же в образовании связей участвует две гибридные орбитали, а на двух орбиталях находятся неподеленные электронные пары. За счет того, что между орбиталями, участвующими в образовании связей, и орбиталями, занятыми свободными электронными парами, действуют силы отталкивания, угол между связями в молекуле уменьшается от аммиака к воде.
