Chemia rep10

orbitalami zhybrydyzowanymi. Hybrydyzacja może obejmować dwa albo większą liczbę orbitali s, p lub d.

a) JL P    ^b) p    - p

Schemat wiązania: a) s-p, b) p-p (przekroje konturów orbitali)

s s

Schemat wiązania s-s (przekroje konturów orbitali)

Schemat hybrydyzacji typu sp 16

Obsadzone pojedynczymi elektronami orbitale s i trzy orbitale p we wzbudzonym atomie węgla ulegają hybrydyzacji, tworząc cztery równocenne zhybrydyzowane orbitale typu sp³. Odpychanie między czterema równocennymi chmurami elektronowymi jest najmniejsze, gdy ich osie są skierowane od środka czworościanu foremnego (równobocznego) ku jego narożom i tworzą kąty po 109°28'. Podczas powstawania, np. cząsteczki metanu, chmury elektronowe zhybrydyzowanych orbitali atomu węgla pokrywają się z chmurami elektronowymi orbitali s czterech atomów wodoru.

Atom tlenu w stanie podstawowym ma dwa nie sparowane elektrony 2p, może więc przyłączyć np. dwa atomy wodoru, jak w cząsteczce wody. Ponieważ jednak atom tlenu w cząsteczce wody ma dwie wolne pary elektronowe, tak więc cztery zewnętrzne orbitale w atomie tlenu ulegają hybrydyzacji typu sp³, a ich chmury elektronowe przyjmują konfigurację tetraedryczną. Odpychanie pomiędzy chmurami elektronowymi orbitali nie wiążących jest większe niż pomiędzy chmurami elektronowymi orbitali wiążących, następuje wówczas zmniejszenie kąta między atomami wodoru ze 109°28' do 104°27'.

Wiązania typu 71 i a

Gdy osie chmur elektronowych orbitali wiążących dwóch atomów leżą na jednej prostej łączącej jądra tych atomów w cząsteczce, wówczas orbitale te, tworząc wiązanie, przenikają (nakładają) się wzajemnie. Wiązanie tego typu nazywamy wiązaniem a. W cząsteczkach lub jonach zawierających wiązania wielokrotne, oprócz wiązań typu a występują również wiązania typu n. Wiązania a powstają przez „podłużne” nałożenie się nie zhybrydyzowanych lub zhybrydyzowanych orbitali atomowych. Natomiast wiązania typu n powstają przez „boczne nałożenie” się nie zhybrydyzowanych orbitali. Osie nakładających się tu chmur elektronowych orbitali nie leżą na prostej łączącej jądra wiążących się atomów.

Każdy z dwóch atomów węgla w cząsteczce etylenu połączony jest za pomocą odpowiednich wiązań z trzema atomami: dwoma atomami wodoru i jednym atomem węgla. W wiązaniach tych biorą

17