Chemia18

.i kat między orbitalami zhybrydyz.owanynu w \ ihim I SU" \luiny wtuli u ii nasuwaj;) się czołowo na orbitale zhybiydyzowimi lwui/ąc wiązania o Powstaje cząsteczka o budowie liniowej.

A			,^wiązanie o^ wiązanie <7
w atom	atom	atom	i.y * ^.^e i
wodoru	berylu	wodoru	yi8o°y

m

Ryc. 5.31. Model cząsteczki wodorku berylu

W cząsteczce wodorku boru BH₃ istnieją 3 równocenne wiązania wo dór-bor. Atom boru w stanie podstawowym ma konfigurację elektronowa

₅B: \s² ls²2p^[

z powloką walencyjną: | \ j | | j |

2s    2 p

Aby powstała cząsteczka BH_:„ musi nastąpić wzbudzenie atomu boru

₅B*: 1s²2s^l2p²

czyli powłoka walencyjna

przyjmie postać: [ \ \ | f | f 2s    2 p

Następuje teraz hybrydyzacja, w której bierze udział 1 orbital ’.s i 2 orbitale 2p. Z trzech starych orbitali powstają trzy nowe orbitale zhy brydyzowane sp².

y

\

y

orbitale przed hybrydyzacją    j

sp*

zhybrydyzowane orbitale sp² leżą na płaszczyźnie poprzednio zajmowanej przez orbitale p

Ryc. 5.32. Powstawanie orbitali zhybrydyzowanych sp²

Orbitale zhybrydyzowane leżą na płaszczyźnie zajmowanej po przed nio przez orbitale p, które uległy przetworzeniu. Kąt między orbitalami sp wynosi 120°, a hybrydyzację taką nazywamy hybrydyzacją trygonnl ną. Alomy wodoru nasuwają się czołowo na orbitale zhybrydyzowaiuz tworząc wiązania (7, a cząsteczka wodorku boru przyjmuje kształt trój kąta o wiązaniach ułożonych pod kątem 120°, w którym wszystkie atomy leżą w lej samej płaszczyźnie.

m 5.33. Model cząsteczki wodorku boru

!> .3. Przykłady cząsteczek o orbitalach zhybrydyzowanych

Wiemy już, na czym polega proces hybrydyzacji. W tym podrozdziale l»i -dstawimy kilka przykładów cząsteczek, w których atom centralny posiada orbitale zhybrydyzowane. Wyjaśnimy, w jaki sposób można u ilie typ hybrydyzacji i - co za tym idzie - kształt cząsteczki.

Wiązanie jest tym mocniejsze, im głębiej przenikają się orbitale atomów tworzących to wiązanie. Bardzo często hybrydyzacja orbitali na tyli przetwarza strukturę powłoki walencyjnej, że powstają dużo silniejsze w i izania, niż gdyby powstały z orbitali niezhybrydyzowanych s czyp.

1’owróćmy na moment do cząsteczek omawianych w podrozdziale 5.3. W cząsteczce amoniaku NH₃ najkorzystniejszą hybrydyzacją orbitali jest In brydyzacja sp³. Wymieszaniu ulegają wszystkie orbitale walencyjne ii >mu azotu:

nu 111111

2 s    2p

H

vs.

H

4>

Wydawać by się mogło, że hybrydyzacja jest tutaj zabiegiem zbędnym, )'dyż azot ma 3 pojedyncze elektrony na takich samych orbitalachp. Mo-< więc wytworzyć 3 identyczne wiązania z atomami wodoru bez konieczności hybrydyzacji. Jeżeli jednak przyjrzymy się konfiguracji powłoki walencyjnej azotu, to zauważymy, że w przestrzeni zajmowanej pi zez orbitale 2p znajduje się dodatkowo kulisty orbital 2s z parą elck-i łonową.

liikie umiejscowienie pary elektronowej w azocie utrudnia orbitalom wodoru przenikanie się z elektronami położonymi na orbitalach 2p. Jc-' nym wyjściem jest takie przetworzenie powłoki walencyjnej (czyli jej h brydyzacja), aby wolna para elektronowa znalazła się jak najdalej od tworzących się wiązań azot-wodór. Taki rozkład elektronów uzyskuje się po wprowadzeniu hybrydyzacji sp³. Atom azotu nic ulega przed hybrydy-acją wzbml/cniii i po hybrydyzacji, powstają 4 hybrydy sp\ przy czym icden / oilui.ih h\hi\d\ -nwanych zawiera parę elektronową.