Υβριδικά τροχιακά. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2ο ΓΕΛ Αργυρούπολης.
Ο υβριδισμός αναπτύχθηκε από τον Pauling το 1931 1
Ένα λάθος στη δομή του μεθανίου ( CΗ4 ) . •
Στο μεθάνιο το άτομο του άνθρακα κάνει τέσσερις ισοδύναμους ομοιοπολικούς δεσμούς με ισάριθμα άτομα υδρογόνου.
•
Η ηλεκτρονική δομή όμως του ατόμου C είναι: 2
2
1 x
1s 2s 2p 2p
1 y
Από την δομή φαίνεται ότι υπάρχουν μόνο 2 μονήρη ηλεκτρόνια που έχουν την ικανότητα να δώσουν δεσμούς και όχι τέσσερα μονήρη ηλεκτρόνια όπως δικαιολογούνται από τον τύπο CΗ4.
2
Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CΗ4 .
Επειδή υπάρχει μικρό ενεργειακό χάσμα μεταξύ 2s και 2p τροχιακού, ευνοείται πρόσκαιρα η διέγερση (προώθηση) ενός ηλεκτρονίου από το 2s τροχιακό στο 2p τροχιακό οπότε διαμορφώνονται 4 μονήρη ηλεκτρόνια.
å í Ý ñ ã å éá
•
1/3
2px 2p
y
2p
z
ä éÝ ã å ñ ó ç
2px 2p
2s 1s
è å ì å ë éþ ä ç ò ê á ôÜó ôá ó ç ó ôï Üôï ì ï ôï õ C
y
2p
z
2s 1s
ä éç ã å ñ ì Ýí ç ê á ôÜó ôá ó ç ó ôï Üôï ì ï ôï õ C
Ä õ í á ôü ôç ôá ó ÷ ç ì á ô éó ì ï ý 4 ä åó ì þ í ä éá ö ï ñ å ô éê Þ ò éó ÷ ý ï ò
3
Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CΗ4 • •
•
. 2/3
H διέγερση φαίνεται αρχικά ότι αντιβαίνει στην αρχή της ελάχιστης ενέργειας. Η διέγερση όμως δεν γίνεται σε απομονωμένο άτομο C αλλά σε άτομο C που πρόκειται να δημιουργήσει δεσμούς με άλλα άτομα . Έτσι μετά την διέγερση , η δημιουργία 4 (και όχι 2) δεσμών , απελευθερώνει ενέργεια που αντισταθμίζει κατά πολύ την αρχική διέγερση του ηλεκτρονίου 2s στο μεγαλύτερης ενέργειας 2p τροχιακό και το μόριο που προκύπτει γίνεται ακόμα σταθερότερο. 4
Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CΗ4 . 3/3
Σταθερότερο ενεργειακό διάγραμμα δημιουργίας 4 δεσμών με διεγερμένο ηλεκτρόνιο.
å í Ý ñ ã å éá
C 2px 2p
2s
y
2p
z
+
4 H 1s 1s
1s
C Ç
4
1s ó 2 s -1 s
3ó 2 p -1 s
5
Η ασάφεια όμως εξακολουθεί να υπάρχει στο CΗ4 . •
Η θεώρηση της διέγερσης (προώθησης) του ηλεκτρονίου εξηγεί την ύπαρξη τεσσάρων ομοιοπολικών δεσμών «σ» με ισάριθμα άτομα υδρογόνου στο CΗ4 . Όμως οι 4 δεσμοί 1σ(2s-1s) & 3σ (2p-1s) δεν εξηγούν πειραματικά δεδομένα της δομής του CΗ4 , όπως είναι η ισοδυναμία των δεσμών και η τετραεδρική στερεοχημική του δομή.
•
Την ολοκληρωμένη λύση του προβλήματος στο μεθάνιο (και όχι μόνο) δίνει ο υβριδισμός και τα υβριδικά τροχιακά. 6
Τι είναι υβριδισμός και τι υβριδικά τροχιακά ; •
Υβριδισμός είναι η ανάμιξη (γραμμικός συνδυασμός) δύο τουλάχιστον διαφορετικού είδους κανονικών ατομικών τροχιακών της ίδιας στιβάδας.
•
Αποτέλεσμα της ανάμιξης είναι η δημιουργία νέων εκφυλισμένων (ίδιας ενέργειας) τροχιακών που είναι ισάριθμα των αναμιγνυόμενων κανονικών τροχιακών και ονομάζονται υβριδικά τροχιακά.
7
Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών .
1/2
•
Τα υβριδικά τροχιακά έχουν διαφορετικό σχήμα , μέγεθος και προσανατολισμό από τα κανονικά τροχιακά από τα οποία προήλθαν.
•
Η δόμηση των υβριδικών τροχιακών ακολουθεί τους γνωστούς κανόνες δόμησης (αρχή ελάχιστης ενέργειας, κανόνας Hund) . 8
Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών .
2/2
•
Τα υβριδικά τροχιακά συμμετέχουν στο σχηματισμό «σ» δεσμών , με άλλα υβριδικά ή κανονικά (π.χ. s , p , d) τροχιακά.
•
Η επικάλυψη των υβριδικών τροχιακών είναι μεγαλύτερη από εκείνη των κανονικών τροχιακών και γι’ αυτό σχηματίζουν σταθερότερους «σ» δεσμούς.
•
Η σχηματισμός σταθερότερων δεσμών «σ» με υβριδικά τροχιακά είναι στην ουσία και η αιτία δημιουργίας τους. 9
å í Ý ñ ã å éá
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Υβριδισμός sp. 1/3 è å ì å ë éþ ä ç ò ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
p
x
p
y
p
z
s
å í Ý ñ ã å éá
ä éÝ ã å ñ ó ç ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
õ â ñ éä éó ì ü ò äýï ôñ ï ÷ éá ê þ í
p s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé åí ü ò p
ôå ë éê Þ ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
sp
sp
p
y
p
z
äýï õ â ñ éä éó ì Ý í á ôñ ï ÷ éá ê Ü 10
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Γεωμετρία τροχιακών sp. 2/3 Συνολικά διαθέσιμα τροχιακά
sp
sp
Δύο sp τροχιακά σε ευθύγραμμη διάταξη 11
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Τα sp ως γραμμικός συνδυασμός των s και p.
3/3
Γραμμικοί συνδυασμοί: ø 2p
2s
2s +2p
x
2s -2p
2sp
2s+2p
ø -2p
2sp
ø x
2sp
ø 2s
x
2s-2p
x 2sp
12
å í Ý ñ ã å éá
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Υβριδισμός sp2. 1/2 è å ì å ë éþ ä ç ò ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ô éâ Ü ä á ò
p
x
p
y
p
z
s
å í Ý ñ ã å éá
ä éÝ ã å ñ ó ç
ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ô á ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ô éâ Ü ä á ò
õ â ñ éä éó ì ü ò ôñ éþ í ôñ ï ÷ éá ê þ í
p s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé äýï p
ô å ë éê Þ ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ô Ü ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ô éâ Ü ä á ò
sp
2
sp
2
sp
2
p
z
ôñ ßá õ â ñ éä éó ì Ý í á ôñ ï ÷ éá ê Ü 13
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία τροχιακών sp2. 2/2 s py
px
pz
Συνολικά διαθέσιμα τροχιακά sp
2
sp2
sp2
sp2
pz
sp2
sp2 pz
sp2 sp2
sp2
Τρία sp2 τροχιακά σε τριγωνική διάταξη. 14
å í Ý ñ ã å éá
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Υβριδισμός sp3. 1/2 è å ì å ë éþ ä ç ò ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
p
x
p
y
p
z
s
å í Ý ñ ã å éá
ä éÝ ã å ñ ó ç
ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
õ â ñ éä éó ì ü ò ôå ó ó Ü ñ ù í ôñ ï ÷ éá ê þ í
p s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé ôñ éþ í p
ôå ë éê Þ ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
sp
3
sp
3
sp
3
sp
3
ôÝ ó ó å ñ á õ â ñ éä éó ì Ý í á ôñ ï ÷ éá ê Ü 15
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία τροχιακών sp3. 2/2 Τέσσερα συνολικά διαθέσιμα sp3 τροχιακά σε τετραεδρική διάταξη.
px
s
pz
py υβριδισμός
sp3
sp3
sp3 sp3
sp3 sp3
sp3 sp3
16
å í Ý ñ ã å éá
å í Ý ñ ã å éá
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Υβριδισμός sp3d. 1/2 è å ì å ë éþ ä ç ò ê á ô Ü ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
p
x
p
y
p
d z
s ä éÝ ã å ñ ó ç õ â ñ éä éó ì ü ò ð Ý í ôå ôñ ï ÷ éá ê þ í
ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
p s
x
p
y
p
d z
åí ü ò s ôñ éþ í p êáé åí ü ò d
ôå ë éê Þ ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
ð Ý í ôå õ â ñ éä éó ì Ý í á
s p 3d
ôñ ï ÷ éá ê Ü
17
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία υβριδισμού sp3d. 2/2
υβριδισμός
Πέντε sp3d υβριδικά τροχιακά σε τριγωνική διπυραμιδική Διάταξη.
18
å í Ý ñ ã å éá
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Υβριδισμός sp3d 2 . 1/2 è å ì å ë éþ ä ç ò ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
d p
x
p
y
p
d
z
s
å í Ý ñ ã å éá
ä éÝ ã å ñ ó ç
ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
õ â ñ éä éó ì ü ò ð Ý í ôå ôñ ï ÷ éá ê þ í
d p s
x
p
y
p
z
d
åí ü ò s ôñ éþ í p êáé äýï d
ôå ë éê Þ ä éç ã å ñ ì Ý í ç ê á ôÜ ó ôá ó ç å î ù ôå ñ éê Þ ò ó ôéâ Ü ä á ò
Ý î é õ â ñ éä éó ì Ý í á
s p 3d
2
ôñ ï ÷ éá ê Ü
19
Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία υβριδισμού sp3d2. 2/2 ‘Εξι sp3d2 υβριδικά τροχιακά σε οκταεδρική διάταξη. υβριδισμός
20
Όλες οι περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. s p
s p,p
s p,p,p
s p,p,p d
s p,p,p d,d
υβριδισμός
υβριδισμός
υβριδισμός
υβριδισμός
υβριδισμός
δύο sp
τρία sp2
τέσσερα sp3
πέντε sp3d
έξι sp3d2
21
Δυνατότητες δεσμών “υβριδικών” και “p” τροχιακών. Τα υβριδικά τροχιακά κάνουν μόνο «σ» δεσμούς που καθορίζουν την γεωμετρία του μορίου. pz
pz sp2
sp sp
pz
“σ” δεσμός μεταξύ υβριδικών τροχιακών.
sp2
sp2
p
p «π» δεσμός μεταξύ “p” τροχιακών.
Σ’ ένα πολλαπλό δεσμό ο ένας δεσμός είναι «σ» μεταξύ υβριδικών και οι άλλοι «π» δεσμοί μεταξύ p τροχιακών . 22
Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου . Εφαρμογή στο CΟ2 . 1/4 Βήμα 1ο : Σχεδιάζουμε την δομή Lewis . Βήμα 2ο : Μετράμε πόσες ηλεκτρονικές περιοχές έχουμε γύρω από κάθε άτομο. Ηλεκτρονική περιοχή είναι είτε ένας δεσμός είτε ένα μη δεσμικό ζεύγος ηλεκτρονίων . Ο πολλαπλός δεσμός μετράται ως 1 ηλεκτρονική περιοχή.
O
C
O 2 ηλεκτρονικές περιοχές στον C
O
C
O
3 ηλεκτρονικές περιοχές στο Ο 23
Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου . Εφαρμογή στο CΟ2 . 2/4 Βήμα 3ο : Επιλέγουμε για κάθε άτομο, το είδος του υβριδισμού που είναι αντίστοιχο με τον αριθμό των ηλεκτρονικών περιοχών σύμφωνα με τον διπλανό πίνακα:
Περιοχές - Υβριδοποίηση 2 sp 3 sp2 4 sp3 5 sp3d 6 sp3d2
Παρατηρούμε ότι ο αριθμός ατομικών τροχιακών που υβριδοποιούνται είναι ο ίδιος με τον αριθμό ηλεκτρονικών περιοχών. Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý
O
C
O
C O
C êáéO : 2 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò : 3 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
õ â ñ éä éó ì ü ò õ â ñ éä éó ì ü ò
sp sp
2
24
Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου . Εφαρμογή στο CΟ2 . 3/4
å í Ý ñ ã å éá
Βήμα 4ο : Σε κάθε άτομο, κατανέμουμε τα ηλεκτρόνια στα τροχιακά (κανονικά ή υβριδικά) σύμφωνα με τις αρχές δόμησης . õâñéäéóì üò 3 ôñï ÷éáêþ í
Ï
p
x
p
y
p
z
sp
s
2
sp
2
2
sp
p
z
3 õ â ñ éä éó ì Ý í á ô ñ ï ÷ éá ê Ü
C
õâñéäéóì üò 2 ôñï ÷éáêþ í
ä éÝ ã å ñ ó ç
p s
x
p
y
p
p
z
s
x
p
y
p
z
sp
sp
p
y
p
z
2 õâñéäéóì Ýí á ôñï ÷éáêÜ 25
Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου . Εφαρμογή στο CΟ2 . 4/4 Βήμα 5ο : Σκιαγραφούμε τις επικαλύψεις των τροχιακών και σημειώνουμε τους δεσμούς.
Δύο «σ» δεσμοί π π
σ1
σ2
π1
π2
σ1, σ2 : Ο sp2 - sp C π 1, π 2 : Ο p – p C
π π 26
Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp στο C2H2 . 1/2 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý 1 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
ó ç ì á í ô éê Þ ð á ñ á ôÞ ñ ç ó ç
2 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
H C
C
¼ ôá í Ü ôï ì ï Ü í è ñ á ê á ó õ ì ì å ô Ý ÷ å é ó å ô ñ éð ë ü ä å ó ì ü ô ü ô å Ý ÷ å é õ â ñ éä éó ì ü s p .
H
2 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
å í Ý ñ ã å éá
C
sp
õ â ñ éä éó ì ü ò
õ â ñ éä éó ì ü ò äýï ôñ ï ÷ éá ê þ í
ä éÝ ã å ñ ó ç
p s
x
p
y
p
p
z
s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé åí ü ò p
sp
sp
äýï õ â ñ éä éó ì Ý í á ôñ ï ÷ éá ê Ü
p
y
p
z
27
Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp στο C2H2 . 2/2
Η
σ1
σ3
C
C
σ2
Η
π1 π2 σ1, σ2 : σ3 : π1, π2 :
Η s - sp C sp - sp C p-p
C C C
28
Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp2 στο C2H4 . 1/2 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý
C
2 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
å í Ý ñ ã å éá
H
H
s
x
p
y
p
2
2
H
õâñéäéóì ü sp .
õ â ñ éä éó ì ü ò äýï ôñ ï ÷ éá ê þ í
ä éÝ ã å ñ ó ç
p
sp
¼ôáí Üôï ì ï C Ý÷åéÝí á äéð ëü äåóì ü ôüôå Ý÷åé
C
C
õ â ñ éä éó ì ü ò
Ó ç ì á í ô éê Þ ð á ñ á ôÞ ñ ç ó ç .
3 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
H 1 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
3 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
p
z
s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé åí ü ò p
sp
2
sp
2
sp
ô ñ ßá õ â ñ éä éó ì Ý í á ô ñ ï ÷ éá ê Ü
2
p
z
29
Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp2 στο C2H4 . 2/2
H
ó
H 1
ó
2
3
ó
4
C
C ó
ó 5
ð
H
σ1, σ2, σ3, σ4 : σ5 : π:
H
Η s-sp2 C C sp2-sp2 C C p-p C
30
Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp3 στο CH4 . 1/2 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý
C
ó ç ì á í ô éê Þ ð á ñ á ôÞ ñ ç ó ç
H
¼ ôá í Ü ôï ì ï Ü í è ñ á ê á ó õ ì ì å ôÝ÷ å é ì ü í ï ó å á ð ë ï ý ò ä å ó ì ï ý ò ôü ôå Ý÷ å é
4 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
H
C
H
õ â ñ éä éó ì ü ò
sp
3
õ â ñ éä éó ì ü
å í Ý ñ ã å éá
H
õ â ñ éä éó ì ü ò ôå ó ó Ü ñ ù í ô ñ ï ÷ éá ê þ í
ä éÝ ã å ñ ó ç
p s
x
p
y
p
s p 3.
p
z
s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé ô ñ éþ í p
sp
3
sp
3
sp
3
ôÝ ó ó å ñ á õ â ñ éä éó ì Ý í á ô ñ ï ÷ éá ê Ü
sp
3
31
Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp3 στο CH4 . 2/2 Τετραεδρική διάταξη C.
H ó ó
H
ó
C
2
ó
3
1
4
H H
σ1 , σ2 , σ3 , σ4 : Η 1s – C 2sp3
32
Υβριδισμός σε άλλα άτομα πλην του C.
• Θυμίζουμε ότι τα υβριδικά τροχιακά σχηματίζουν σταθερότερους δεσμούς «σ» από τα «κανονικά» τροχιακά.
• Έτσι ο σχηματισμός δεσμών με υβριδικά τροχιακά εμφανίζεται συχνά και σε άλλα άτομα (πλην του C) σε πολλά μόρια ή πολυατομικά ιόντα.
33
Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων.
Υβριδισμός C και O στην CH2O .
1/2
3 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý
sp
2
3 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
H
C êáéO
H
å í Ý ñ ã å éá
õ â ñ éä éó ì ü ò
C
O
sp
õ â ñ éä éó ì ü ò
2
õâñéäéóì üò
Ï
p
x
p
y
p
z
3 ôñï ÷éáêþ í
sp
s
2
sp
2
sp
2
p
z
3 õ â ñ éä éó ì Ý í á ôñ ï ÷ éá ê Ü
C
ä éÝ ã å ñ ó ç
p s
x
p
y
p
õâñéäéóì üò
p
z
s
x
p
y
p
z
3 ôñï ÷éáêþ í
sp
2
sp
2
sp
2
p
z
3 õâñéäéóì Ýí á ôñï ÷éáêÜ
34
Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων.
Υβριδισμός C και O στην CH2O .
2/2
σ1, σ2 : Η s - sp2 C σ3 : C sp2 - sp2 O π : C p-p O 35
Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Ο στο Η2Ο . 1/2 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý
H
O
H
Ï
3ç & 4ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
4 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò õ â ñ éä éó ì ü ò
sp
3
å í Ý ñ ã å éá
1ç & 2ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ õ â ñ éä éó ì ü ò ôå ó ó Ü ñ ù í ô ñ ï ÷ éá ê þ í
p s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé ô ñ éþ í p
sp
3
sp
3
sp
3
ôÝ ó ó å ñ á õ â ñ éä éó ì Ý í á ô ñ ï ÷ éá ê Ü
sp
3
36
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Ο στο Η2Ο . 2/2
μη δεσμικά ζεύγη e
δύο δεσμοί «σ» O 2sp3 -1s H
104,5ο αντί 109,5ο λόγω της ύπαρξης δύο μη δεσμικών ηλεκτρονίων.
37
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Βe στο BeH2 . 1/2 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý 1 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
H
2 ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
H
Be
å í Ý ñ ã å éá
2 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
õ â ñ éä éó ì ü ò
s
x
p
y
p
sp
õ â ñ éä éó ì ü ò äýï ôñ ï ÷ éá ê þ í
ä éÝ ã å ñ ó ç
p
Be
p
z
s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé åí ü ò p
sp
sp
äýï õ â ñ éä éó ì Ý í á ôñ ï ÷ éá ê Ü
p
y
p
z
38
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Βe στο BeH2 . 2/2
υβριδισμός
Δύο δεσμοί «σ» Be 2sp -1s H
39
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Ν στο Ν2 . 1/2 Í
Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý 1ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
2 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
2ç ç ë å ê ô ñ ï í éê Þ ð å ñ éï ÷ Þ
õ â ñ éä éó ì ü ò
sp
å í Ý ñ ã å éá
N N õ â ñ éä éó ì ü ò äýï ô ñ ï ÷ éá ê þ í
p s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé åí ü ò p
sp
sp
äýï õ â ñ éä éó ì Ý í á ô ñ ï ÷ éá ê Ü
p
y
p
z
40
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Ν στο Ν2 . 2/2
Ένας δεσμός «σ» 2sp -2sp Δύο δεσμοί «π» 2p -2p
π π σ μη δεσμικό ζεύγος e
μη δεσμικό ζεύγος e 41
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Ν στην ΝΗ3. 1/2 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý ô Ý ó ó å ñ éò ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
H
N
Í
4 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
H
õ â ñ éä éó ì ü ò
sp
3
å í Ý ñ ã å éá
H õ â ñ éä éó ì ü ò ôå ó ó Ü ñ ù í ô ñ ï ÷ éá ê þ í
p s
x
p
y
p
z
åí ü ò s êáé ô ñ éþ í p
sp
3
sp
3
sp
3
ôÝ ó ó å ñ á õ â ñ éä éó ì Ý í á ô ñ ï ÷ éá ê Ü
sp
3
42
Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. Υβριδισμός του Ν στην ΝΗ3. 2/2 μη δεσμικό ζεύγος e
σ
σ σ 3 δεσμοί «σ» 2sp3 -1s
107,5ο αντί 109,5ο λόγω της ύπαρξης ενός μη δεσμικού ζεύγους ηλεκτρονίων.
43
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό. 1 2
3
H
H
H
C
C
H C
H
H 4
© Dio Kos 2005
44
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό. 3
H
© Dio Kos 2005
H
1
4
C
C
H
H
O 2
45
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό. 1 3
2
H C
N 4
© Dio Kos 2005
46
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.
H H
3 1
C
C
O 2
5
H
6
O
H 4
© Dio Kos 2005
47
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό. 1
H H
C
C 5
© Dio Kos 2005
2
H
6
C H
4 3
48
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό. 1
H H 5
© Dio Kos 2005
C H
6
2
C
C H
4
7
H C 3
H
49
Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.
H H C H C 6
© Dio Kos 2005
C 2
C H
1
5
C
H
C
H
3
4
50
Περιπτώσεις υβριδισμού 3 3 2 sp d και sp d Oι περιπτώσεις αυτές δεν ανήκουν στην εξεταστέα ύλη της Γ΄ λυκείου
51
Παράδειγμα υβριδισμού sp3d στον PCl5 . 1/3
C l C l
3d 3p
3s
P
C l
P
C l
P
Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý P 5 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
õ â ñ éä éó ì ü ò
3
sp d
C l
ä éÝ ã å ñ ó ç
3d 3p
3s
õ â ñ éä éó ì ü ò
3d
ð Ýí ôå 3 s p 3d
52
Παράδειγμα υβριδισμού sp3d στο PCl5 . 2/3
Ð Ý í ô å ßä éï é ä åó ì ï ß "ó " ì åôá î ý P (3 s p 3d ) ê á é C l (3 p )
Cl Cl Cl
P
Cl
Cl
Ô ñ éã ù í éê Þ ä éð õ ñ á ì éä éê Þ ä éÜ ô á î ç .
53
Παράδειγμα υβριδισμού sp3d στον PCl5 . 3/3
Mία σωστότερη αντιμετώπιση είναι να θεωρήσουμε ότι το Cl έχει υποστεί υβριδισμό sp3 οπότε οι «σ» δεσμοί είναι
P
Cl
3p
3s
(3sp3d) – Cl (3sp3) õ â ñ éä éó ì ü ò
ôÝó ó å ñ á 3 s p
3
54
Παράδειγμα υβριδισμού sp 3d 2 στο SF6 . 1/3 Ð ñ ü â ë å ø ç õ â ñ éä éó ì ï ý
S
6 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
S 6 ç ë å ê ô ñ ï í éê Ý ò ð å ñ éï ÷ Ý ò
S
3d
õ â ñ éä éó ì ü ò
ä éÝ ã å ñ ó ç
3d
3p
3p
3s
3s
õ â ñ éä éó ì ü ò
s p 3d
2
3d
Ýî é 3 s p 3d
2
55
Παράδειγμα υβριδισμού sp 3d 2 στο SF6 . 2/3
¸ î é ßä éï é ä åó ì ï ß "ó " ì åôá î ý S (3 s p 3d 2) ê á é F (2 p )
F F
F
S
F
F
F
Ï ê ô á å ä ñ éê Þ ä éÜ ô á î ç .
56
Παράδειγμα υβριδισμού sp 3d 2 στο SF6 . 2/3
F
Όμοια με την περίπτωση του PCl5 , σωστότερη αντιμετώπιση είναι να θεωρήσουμε ότι το F έχει υποστεί υβριδισμό sp3 οπότε οι «σ» δεσμοί είναι
S
F
2p
2s
F
F
S F
F
(3sp3d2) – F (2sp3)
F
õ â ñ éä éó ì ü ò
ôÝó ó å ñ á 2 s p
3
57