Орбитальная гибридизация
-
Орбитальная гибридизация
- Концепция смешивания атомных орбиталей для образования новых гибридных орбиталей.
- Гибридные орбитали полезны для объяснения геометрии молекул и свойств атомных связей.
-
История и применение
- Теория гибридизации разработана Лайнусом Полингом в 1931 году.
- Полинг объяснил структуру метана с помощью атомных орбиталей.
- Теория гибридизации применяется для объяснения механизмов реакций и молекулярных свойств.
-
Типы гибридизации
- sp3: углерод образует четыре связи, используя s- и p-орбитали.
- sp2: углерод образует двойную связь, используя sp2-орбитали.
- sp: углерод образует тройную связь, используя sp-орбитали.
-
Гибридизация и форма молекулы
- Гибридизация помогает объяснить форму молекулы.
- Углы между связями приблизительно равны углам между гибридными орбиталями.
-
Гибридизация spx и spxdy
- spx: используется для моделирования формы молекул элементов основной группы.
- spxdy: используется для моделирования формы молекул переходных металлов.
-
Гибридизация sdx и гипервалентных молекул
- sdx: используется для моделирования формы молекул с низким количеством d-электронов.
- Гипервалентные молекулы: d-орбитали не участвуют в образовании связей.
-
Резонанс и вычислительная теория
- Резонанс сигма-связи используется в дополнение к гибридизации.
- Гибридизация в современных программах расчета валентных связей вариационно оптимизируется.
-
Гибридные орбитали и их природа
- Гибридные орбитали не соответствуют простым идеям, используемым в учебниках.
- В научных статьях их называют spx, spxdy или sdx для выражения их природы.
-
Изовалентная гибридизация
- Для большинства связей требуются орбитали промежуточного характера.
- Гибридизация орбиталей связи определяется правилом Бента.
- Для молекул с одиночными парами связующие орбитали представляют собой spx-гибриды.
-
Дефекты гибридизации
- Гибридизация s- и p-орбиталей требует сопоставимой радиальной протяженности.
- 2p-орбитали меньше 2s-орбиталей, 3p-орбитали больше 3s-орбиталей.
- Замена водорода на фтор снижает соотношение p/s.
-
Фотоэлектронные спектры
- Орбитальная гибридизация неправильно предсказывает ультрафиолетовые фотоэлектронные спектры.
- Квантовая механика требует резонанса в теории валентных связей.
-
Локализованные и канонические молекулярные орбитали
- Связующие орбитали можно рассматривать как локализованные молекулярные орбитали.
- Гибридное орбитальное описание эквивалентно делокализованному орбитальному описанию.
-
Два локализованных представления
- Молекулы с множественными связями могут иметь орбитали в терминах сигма- и пи-симметрии.
- Сигма-пи-представление используется для множественных связей, эквивалентное орбитальное представление для одиночных пар.
-
Теория кристаллического поля и другие теории
- Теория кристаллического поля и теория поля лигандов также важны для понимания гибридизации.
- Линейная комбинация атомных орбиталей и диаграммы MO используются для описания гибридизации.