Il concetto di ibridazione degli orbitali atomici di valenzaè stato proposto dal chimico americano Linus Pauling per rispondere alla domanda perché, se l'atomo centrale ha orbitali di valenza diversi (s, p, d), i legami da esso formati in molecole poliatomiche con gli stessi ligandi sono equivalenti nelle loro caratteristiche energetiche e spaziali .
Le idee sull'ibridazione occupano posizione centrale nel metodo dei legami di valenza. L'ibridazione stessa non è un vero processo fisico, ma solo un modello conveniente che consente di spiegare la struttura elettronica delle molecole, in particolare, ipotetiche modificazioni degli orbitali atomici durante la formazione di un legame chimico covalente, in particolare l'allineamento di lunghezze di legame e angoli di legame in una molecola.
Il concetto di ibridazione è stato applicato con successo alla descrizione qualitativa di molecole semplici, ma è stato successivamente esteso a quelle più complesse. A differenza della teoria degli orbitali molecolari, non è strettamente quantitativa, ad esempio, non è in grado di prevedere gli spettri fotoelettronici anche di molecole semplici come l'acqua. Attualmente è utilizzato principalmente per scopi metodologici e in chimica organica sintetica.
Questo principio si riflette nella teoria di Gillespie-Nyholm della repulsione delle coppie di elettroni. Primo e più regola importante che è stato così formulato:
"Le coppie elettroniche prendono una tale disposizione sul guscio di valenza dell'atomo, in cui sono il più lontano possibile l'una dall'altra, cioè le coppie di elettroni si comportano come se si respingessero".La seconda regola è quella "tutte le coppie di elettroni incluse nel guscio di elettroni di valenza sono considerate situate alla stessa distanza dal nucleo".
Si verifica quando si mescolano un orbitale s e uno p. Si formano due orbitali sp-atomici equivalenti, posizionati linearmente ad un angolo di 180 gradi e diretti verso lati diversi dal nucleo di un atomo di carbonio. I due orbitali p non ibridi rimanenti si trovano su piani reciprocamente perpendicolari e partecipano alla formazione di legami π, oppure sono occupati da coppie solitarie di elettroni.
Si verifica quando si mescolano un orbitale s e due orbitali p. Tre orbitali ibridi sono formati con assi situati sullo stesso piano e diretti ai vertici del triangolo con un angolo di 120 gradi. L'orbitale p-atomico non ibrido è perpendicolare al piano e, di regola, partecipa alla formazione di legami π
Si verifica quando si mescolano un orbitale s e tre orbitali p, formando quattro orbitali ibridi sp3 di uguale forma ed energia. Possono formare quattro legami σ con altri atomi o essere riempiti con coppie solitarie di elettroni.
Gli assi degli orbitali sp3-ibridi sono diretti ai vertici di un tetraedro regolare. L'angolo tetraedrico tra loro è 109°28", che corrisponde all'energia di repulsione elettronica più bassa. Gli orbitali Sp3 possono anche formare quattro legami σ con altri atomi o essere riempiti con coppie di elettroni non condivisi.
Le idee sull'ibridazione degli orbitali atomici sono alla base della teoria di Gillespie-Nyholm della repulsione delle coppie di elettroni. Ogni tipo di ibridazione corrisponde a un orientamento spaziale rigorosamente definito degli orbitali ibridi dell'atomo centrale, che gli consente di essere utilizzato come base di concetti stereochimici nel mondo. chimica organica.
La tabella mostra esempi della corrispondenza tra i tipi più comuni di ibridazione e la struttura geometrica delle molecole, assumendo che tutti gli orbitali ibridi partecipino alla formazione di legami chimici (non ci sono coppie di elettroni non condivisi).
| Tipo di ibridazione | Numero orbitali ibridi |
Geometria | Struttura | Esempi |
|---|---|---|---|---|
| sp | 2 | Lineare | BeF 2 , CO 2 , NO 2 + | |
| sp 2 | 3 | triangolare | |
BF 3, NO 3 -, CO 3 2- |
| sp 3 | 4 | tetraedrico |  |
CH 4, ClO 4 -, SO 4 2-, NH 4 + |
| dsp2 | 4 | piazza piatta |  |
Ni(CO) 4 , XeF 4 |
| sp 3 d | 5 | esaedrico |  |
PCl 5 , AsF 5 |
| sp 3 d 2 | 6 | Ottaedrico |  |
SF 6 , Fe(CN) 6 3- , CoF 6 3- |
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Istruzione
Consideriamo una molecola del più semplice idrocarburo saturo, il metano. Sembra così: CH4. Il modello spaziale di una molecola è un tetraedro. Un atomo di carbonio forma legami con quattro atomi di idrogeno che hanno esattamente la stessa lunghezza ed energia. In essi, secondo l'esempio sopra, partecipano 3 - P elettroni e 1 S - un elettrone, il cui orbitale ha iniziato a corrispondere esattamente agli orbitali degli altri tre elettroni a seguito di ciò che è successo. Questo tipo di ibridazione è chiamato ibridazione sp^3. È inerente a tutto l'ultimo.
Ma il rappresentante più semplice di insaturo - l'etilene. La sua formula è la seguente: C2H4. Che tipo di ibridazione è inerente al carbonio nella molecola di questa sostanza? Di conseguenza, si formano tre orbitali sotto forma di "otto" asimmetrici che giacciono sullo stesso piano con un angolo di 120 ^ 0 l'uno rispetto all'altro. Erano formati da elettroni 1 - S e 2 - P. L'ultima 3a P: l'elettrone non ha modificato il suo orbitale, cioè è rimasto nella forma di un "otto" regolare. Questo tipo di ibridazione è chiamato ibridazione sp^2.
Come si formano i legami in una molecola? Due orbitali ibridati di ciascun atomo sono entrati con due atomi di idrogeno. Il terzo orbitale ibridato formava un legame con lo stesso orbitale di un altro. I restanti orbitali R sono? Sono "attratti" l'uno dall'altro su entrambi i lati del piano della molecola. Si è formato un legame tra gli atomi di carbonio. Sono gli atomi con un legame "doppio" in cui è inerente sp^2.
E cosa succede nella molecola di acetilene o? La sua formula è la seguente: C2H2. In ogni atomo di carbonio, solo due elettroni subiscono l'ibridazione: 1 - S e 1 - P. I restanti due orbitali trattenuti sotto forma di "otto regolari" si sovrappongono nel piano della molecola e su entrambi i lati di essa. Ecco perché questo tipo di ibridazione è chiamato sp - ibridazione. È inerente agli atomi con un triplo legame.
Tutto le parole, esistenti in una determinata lingua, possono essere suddivisi in diversi gruppi. Questo è importante per determinare sia il significato che le funzioni grammaticali. le parole. Assegnandolo a uno specifico genere, puoi modificarlo secondo le regole, anche se non l'hai mai visto prima. Tipi di elementi le parole la lessicologia si occupa della composizione rnogo della lingua.
Avrai bisogno
Istruzione
Seleziona la parola che vuoi digitare. La sua appartenenza all'una o all'altra parte del discorso non ha ancora un ruolo, così come la sua forma e funzione in una frase. Può essere assolutamente qualsiasi parola. Se non è indicato nell'attività, scrivi il primo che incontra. Determina se nomina un oggetto, una qualità, un'azione o meno. Per questa impostazione, tutti le parole si dividono in significativo, pronominale, numerale, servizio e interiezione. Al primo genere includere nomi, aggettivi, verbi e . Denotano i nomi di oggetti, qualità e azioni. Il secondo tipo di parole che hanno una funzione di denominazione è pronominale. La capacità di nominare è assente nei tipi , interiezione e servizio. Questi sono gruppi di parole relativamente piccoli, ma sono in tutti.
Determina se la parola data è in grado di esprimere il concetto. Questa caratteristica ha le parole unità significative di tipo significativo, perché costituiscono la gamma concettuale di qualsiasi lingua. Tuttavia, qualsiasi numero appartiene anche alla categoria dei concetti e, di conseguenza, svolge anche questa funzione. Anche le parole funzionali lo hanno, ma i pronomi e le interiezioni no.
Considera come sarebbe la parola se fosse in una frase. Può essere? Può essere qualsiasi parola di tipo significativo. Ma questa possibilità è anche, oltre che nel numero. Ed ecco l'ufficialità le parole svolgono un ruolo ausiliario, non possono essere il soggetto, né i membri secondari della sentenza, così come le interiezioni.
Per comodità, puoi realizzare un piatto di quattro colonne di sei file. Nella riga superiore, denominare le colonne corrispondenti "Tipi di parole", "Nome", "Concetto" e "In grado di essere un membro della frase". Nella prima colonna a sinistra, annota i nomi dei tipi di parole, ce ne sono cinque in totale. Determina quali funzioni ha la parola data e quali no. Nella colonna appropriata, inserisci i vantaggi e. Se ci sono vantaggi in tutte e tre le colonne, questo è un tipo significativo. I plus pronominali saranno nella prima e nella terza colonna, nella seconda e nella terza. Servizio le parole possono solo esprimere il concetto, cioè hanno un più nella seconda colonna. Alle interiezioni opposte in tutte e tre le colonne ci saranno degli svantaggi.
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L'ibridazione è il processo per ottenere ibridi: piante o animali discendono dall'incrocio di diverse varietà e razze. La parola ibrida (hybrida) è tradotta dal latino come "miscela".
Il processo di ibridazione si basa sulla combinazione in una cellula del materiale genetico di diverse cellule di diversi individui. C'è una differenza tra intraspecifico e remoto, in cui si verifica la connessione di diversi genomi. In natura, l'ibridazione naturale si è verificata e continua a verificarsi senza l'intervento umano per tutto il tempo. Fu attraverso l'incrocio all'interno di una specie che le piante cambiarono e migliorarono e apparvero nuove varietà e razze di animali. Dal punto di vista c'è un'ibridazione di DNA, acidi nucleici, cambiamenti a livello atomico e intraatomico.
In chimica accademica, l'ibridazione è intesa come una specifica interazione di orbitali atomici nelle molecole di una sostanza. Ma questo non è un vero processo fisico, ma solo un modello ipotetico, un concetto.
Nel 1694, lo scienziato tedesco R. Camerarius propose di ottenere artificialmente. E nel 1717, l'inglese T. Fairchild incrociò per la prima volta diversi tipi di garofani. Oggi viene effettuata l'ibridazione intraspecifica delle piante per ottenere varietà ad alto rendimento o adattate, ad esempio resistenti al gelo. L'ibridazione di forme e varietà è uno dei metodi di selezione delle piante. Pertanto, è stato creato un numero enorme di moderne varietà di colture.
Con ibridazione a distanza, quando i rappresentanti si incrociano tipi diversi ed esiste una combinazione di genomi diversi, gli ibridi risultanti nella maggior parte dei casi non danno prole o producono incroci di bassa qualità. Ecco perché non ha senso lasciare i semi dei cetrioli ibridi che sono maturati in giardino e ogni volta acquistare i loro semi in un negozio specializzato.
Nel mondo avviene anche l'ibridazione naturale, sia intraspecifica che distante. I muli sono noti all'uomo da duemila anni prima della nostra era. E attualmente viene utilizzato il mulo e il bardotto domestico come animale da lavoro relativamente economico. È vero, tale ibridazione è interspecifica, quindi i maschi ibridi nascono necessariamente sterili. Le femmine molto raramente danno prole.
Un mulo è un ibrido di una cavalla e un asino. Un ibrido ottenuto dall'incrocio di uno stallone e un asino è chiamato bardotto. I muli sono allevati appositamente. Sono più alti e più forti di un bardotto.
Ma incrociare un cane domestico con un lupo era un'attività molto comune tra i cacciatori. Quindi, la prole risultante è stata sottoposta a un'ulteriore selezione, di conseguenza sono state create nuove razze di cani. Oggi, l'allevamento di animali è una componente importante del successo dell'industria del bestiame. L'ibridazione viene eseguita in modo mirato, con particolare attenzione ai parametri specificati.
Lo scienziato americano L. Pauling ha avanzato l'idea dell'ibridazione degli orbitali atomici. Secondo questa idea, se un atomo che entra in un legame chimico ha diversi orbitali atomici (AO) (s-, p-, d- o f-AO), l'ibridazione dell'AO avviene durante la formazione di un legame chimico. Quelli. AO identici (equivalenti) sono formati da AO diversi. Un atomo ibrida orbitali che hanno valori energetici vicini. L'idea dell'ibridazione AO è un metodo comodo e visivo per descrivere processi complessi che si verificano durante la formazione di composti chimici. La forma dell'AO ibrido differisce da quella dell'AO originale (Fig. 4.3).
Riso. 4.3 . Orbitale ibrido sp atomico
In un ibrido AO, la densità elettronica si sposta da un lato rispetto al nucleo. Quando un orbitale ibrido interagisce con un AO di un altro atomo, si verifica una sovrapposizione nella regione di massima densità elettronica, che porta ad un aumento dell'energia di legame. Questo aumento dell'energia di legame compensa l'energia richiesta per formare l'orbitale ibrido. Di conseguenza, i legami chimici formati dagli orbitali ibridi sono più forti e la molecola risultante è più stabile.
Se un atomo entra in un legame chimico, che ha un elettrone s e uno p al livello di valenza esterno, allora l'ibridazione sp di AO si verifica in questo atomo nel processo di formazione del legame (Fig. 4.4).
Riso. 4.4.sp schema di ibridazione
Se un atomo che entra in un legame chimico ha un elettroni s e due p sul guscio esterno, oltre all'ibridazione sp, può verificarsi l'ibridazione sp 2 dell'AO di questo atomo (Fig. 4.5).
Riso. 4.5 .
schema di ibridazione sp 2
In un atomo che ha un elettroni s e tre p sul guscio esterno, durante l'interazione chimica, oltre all'ibridazione sp e sp 2, può verificarsi l'ibridazione sp 3 di questi AO (Fig. 4.6).
Riso. 4.6 .
Schema di ibridazione Sp 3
Ce ne sono anche di più tipi complessi ibridazione che coinvolge d-orbitali di atomi (Tabella 4.3).
Come si può vedere dalle Figure 4.4-4.6, le nuvole ibride nello spazio sono disposte simmetricamente l'una rispetto all'altra, il che riduce la loro repulsione reciproca e, di conseguenza, riduce l'energia delle molecole.
Tabella 4.3
Configurazione spaziale di alcune connessioni
4.1.4.2. Formazione di legami σ-, π- e δ
A seconda della direzione della sovrapposizione delle nubi di elettroni, si formano legami s, p e δ .
Un legame formato dalla sovrapposizione di AO lungo una linea che collega i nuclei degli atomi interagenti è chiamato legame s. Un legame sigma può verificarsi quando due orbitali s si sovrappongono (Fig. 4.7), orbitali s e p, orbitali p tra di loro, orbitali d, nonché orbitali d e s, orbitali d e p , nonché orbitali ibridi sovrapposti con altri tipi di orbitali e tra loro. Un legame sigma di solito si estende su due atomi e non si estende oltre di essi, quindi è un legame localizzato a due centri.
| s-s |  p-p |  p-s |
| sp n-s |  d-spn |  sp n-sp n |
Riso. 4.7. Sovrapposizione di orbitali atomici durante la formazione di legami σ
Viene chiamato il legame formato dalla sovrapposizione di p- e d-AO non ibridi su entrambi i lati della linea che collega i nuclei degli atomi (sovrapposizioni laterali)π -comunicazione. Un legame pi può formarsi quando gli orbitali pp si sovrappongono, gli orbitali pd si sovrappongono, d - orbitali d (Fig. 4.8), così come orbitali f-p-, f-d- e f-f.
Riso. 4.8.Sovrapposizione di orbitali atomici durante la formazione di legami π
Il legame formato dalla sovrapposizione degli orbitali d con tutti e quattro i lobi è chiamato legame δ(Fig. 4.9).
Di conseguenza, gli elementi s possono formare solo legami σ, elementi p - legami σ- e π, legami d-elementi σ-, π- e δ ed elementi f - σ-, π-, δ- e connessioni ancora più complesse. A causa della minore sovrapposizione di AO, la forza dei legami π e δ è inferiore a quella dei legami σ.
Riso. 4.9.La direzione di sovrapposizione degli orbitali d atomici durante la formazione di legami δ
Ibridazione di orbitali atomici e geometria delle molecole
Una caratteristica importante di una molecola composta da più di due atomi è la sua configurazione geometrica.È definito disposizione reciproca orbitali atomici coinvolti nella formazione di legami chimici.
La sovrapposizione delle nubi di elettroni è possibile solo con un certo orientamento reciproco delle nubi di elettroni; in questo caso, la regione di sovrapposizione si trova in una certa direzione rispetto agli atomi interagenti.
Tabella 1 Ibridazione degli orbitali e configurazione spaziale delle molecole
L'atomo di berillio eccitato ha la configurazione 2s 1 2p 1, l'atomo di boro eccitato - 2s 1 2p 2 e l'atomo di carbonio eccitato - 2s 1 2p 3. Pertanto, possiamo presumere che non gli stessi orbitali atomici, ma diversi, possano partecipare alla formazione di legami chimici. Ad esempio, in composti come BeCl 2 , BeCl 3 , CCl 4 dovrebbero esserci legami di forza e direzione disuguali e i legami σ degli orbitali p dovrebbero essere più forti dei legami degli orbitali s, perché per gli orbitali p, ci sono condizioni più favorevoli per la sovrapposizione. Tuttavia, l'esperienza mostra che nelle molecole contenenti atomi centrali con diversi orbitali di valenza (s, p, d), tutti i legami sono equivalenti. La spiegazione di ciò è stata data da Slater e Pauling. Sono giunti alla conclusione che orbitali diversi, non molto diversi nell'energia, formano un numero corrispondente di orbitali ibridi. Gli orbitali ibridi (misti) sono formati da diversi orbitali atomici. Il numero di orbitali ibridi è uguale al numero di orbitali atomici coinvolti nell'ibridazione. Gli orbitali ibridi sono gli stessi nella forma della nuvola di elettroni e nell'energia. Rispetto agli orbitali atomici, sono più allungati nella direzione di formazione dei legami chimici e quindi causano una migliore sovrapposizione delle nubi di elettroni.
L'ibridazione degli orbitali atomici richiede energia, quindi gli orbitali ibridi in un atomo isolato sono instabili e tendono a trasformarsi in AO puri. Quando si formano legami chimici, gli orbitali ibridi si stabilizzano. A causa dei legami più forti formati dagli orbitali ibridi, più energia viene rilasciata dal sistema e quindi il sistema diventa più stabile.
sp l'ibridazione avviene, ad esempio, nella formazione di alogenuri Be, Zn, Co e Hg (II). Nello stato di valenza, tutti gli alogenuri metallici contengono elettroni s e p spaiati al livello di energia corrispondente. Quando si forma una molecola, un orbitale s e uno p formano due orbitali sp ibridi con un angolo di 180°.
Fig.3 sp orbitali ibridi
I dati sperimentali mostrano che tutti gli alogenuri Be, Zn, Cd e Hg(II) sono lineari ed entrambi i legami hanno la stessa lunghezza.
sp 2 ibridazione
Come risultato dell'ibridazione di un orbitale s e di due orbitali p, si formano tre orbitali ibridi sp 2, situati sullo stesso piano con un angolo di 120° l'uno rispetto all'altro. Questa è, ad esempio, la configurazione della molecola BF 3:
Fig.4 sp 2 ibridazione
sp 3 ibridazione
l'ibridazione sp 3 è caratteristica dei composti di carbonio. Come risultato dell'ibridazione di un orbitale s e tre
p-orbitali, si formano quattro orbitali ibridi sp 3, diretti ai vertici del tetraedro con un angolo tra gli orbitali di 109,5 o. L'ibridazione si manifesta nella completa equivalenza dei legami dell'atomo di carbonio con altri atomi nei composti, ad esempio in CH 4, CCl 4, C (CH 3) 4, ecc.
Fig.5 sp 3 ibridazione
Se tutti gli orbitali ibridi sono legati agli stessi atomi, i legami non sono diversi l'uno dall'altro. In altri casi, si verificano piccole deviazioni dagli angoli di legame standard. Ad esempio, in una molecola d'acqua H 2 O ossigeno - sp 3 -ibrido, si trova al centro di un tetraedro irregolare, ai vertici del quale "guardano" due atomi di idrogeno e due coppie solitarie di elettroni (Fig. 2). La forma della molecola è angolare, se guardi i centri degli atomi. L'angolo di legame di HOH è 105°, che è abbastanza vicino al valore teorico di 109°.
Fig.6 sp 3 ibridazione di atomi di ossigeno e azoto in molecole a) H 2 O e b) NCl 3.
Se non c'era ibridazione ("allineamento" Obbligazioni OH), l'angolo di legame HOH sarebbe 90° perché gli atomi di idrogeno sarebbero attaccati a due orbitali p reciprocamente perpendicolari. In questo caso, il nostro mondo sarebbe probabilmente completamente diverso.
La teoria dell'ibridazione spiega la geometria della molecola di ammoniaca. Come risultato dell'ibridazione di 2s e tre orbitali di azoto 2p, si formano quattro orbitali ibridi sp 3. La configurazione della molecola è un tetraedro distorto, in cui tre orbitali ibridi partecipano alla formazione di un legame chimico e il quarto con una coppia di elettroni no. angoli tra Obbligazioni N-H non uguale a 90° come in una piramide, ma non uguale a 109,5°, corrispondente ad un tetraedro.
Fig.7 sp 3 - ibridazione nella molecola di ammoniaca
Quando l'ammoniaca interagisce con uno ione idrogeno, si forma uno ione ammonio come risultato dell'interazione donatore-accettore, la cui configurazione è un tetraedro.
L'ibridazione spiega anche la differenza nell'angolo tra Obbligazioni OH in una molecola d'acqua d'angolo. Come risultato dell'ibridazione di 2s e tre orbitali di ossigeno 2p, si formano quattro orbitali ibridi sp 3, di cui solo due sono coinvolti nella formazione di un legame chimico, che porta a una distorsione dell'angolo corrispondente al tetraedro.
Fig.8 sp 3 ibridazione in una molecola d'acqua
L'ibridazione può includere non solo s e p-, ma anche d e f-orbitali.
Con l'ibridazione sp 3 d 2 si formano 6 nuvole equivalenti. Si osserva in composti come 4-, 4-. In questo caso, la molecola ha la configurazione di un ottaedro:
Riso. 9 d 2 sp 3 -ibridazione in ione 4-
Le idee sull'ibridazione consentono di comprendere tali caratteristiche della struttura delle molecole che non possono essere spiegate in altro modo.
L'ibridazione degli orbitali atomici (AO) porta a uno spostamento della nuvola di elettroni nella direzione della formazione del legame con altri atomi. Di conseguenza, le regioni sovrapposte degli orbitali ibridi risultano essere più grandi rispetto agli orbitali puri e la forza di legame aumenta.
sp l'ibridazione avviene, ad esempio, nella formazione di alogenuri Be, Zn, Co e Hg (II). Nello stato di valenza, tutti gli alogenuri metallici contengono elettroni s e p spaiati al livello di energia corrispondente. Quando si forma una molecola, un orbitale s e uno p formano due orbitali sp ibridi con un angolo di 180°.
Fig.3 sp orbitali ibridi
I dati sperimentali mostrano che tutti gli alogenuri Be, Zn, Cd e Hg(II) sono lineari ed entrambi i legami hanno la stessa lunghezza.
sp 2 ibridazione
Come risultato dell'ibridazione di un orbitale s e di due orbitali p, si formano tre orbitali ibridi sp 2, situati sullo stesso piano con un angolo di 120° l'uno rispetto all'altro. Questa è, ad esempio, la configurazione della molecola BF 3:
Fig.4 sp 2 ibridazione
sp 3 ibridazione
l'ibridazione sp 3 è caratteristica dei composti di carbonio. Come risultato dell'ibridazione di un orbitale s e tre
p-orbitali, si formano quattro orbitali ibridi sp 3, diretti ai vertici del tetraedro con un angolo tra gli orbitali di 109,5 o. L'ibridazione si manifesta nella completa equivalenza dei legami dell'atomo di carbonio con altri atomi nei composti, ad esempio in CH 4, CCl 4, C (CH 3) 4, ecc.
Fig.5 sp 3 ibridazione
Se tutti gli orbitali ibridi sono legati agli stessi atomi, i legami non sono diversi l'uno dall'altro. In altri casi, si verificano piccole deviazioni dagli angoli di legame standard. Ad esempio, in una molecola d'acqua H 2 O ossigeno - sp 3 -ibrido, si trova al centro di un tetraedro irregolare, ai vertici del quale "guardano" due atomi di idrogeno e due coppie solitarie di elettroni (Fig. 2). La forma della molecola è angolare, se guardi i centri degli atomi. L'angolo di legame di HOH è 105°, che è abbastanza vicino al valore teorico di 109°.
Fig.6 sp 3 ibridazione di atomi di ossigeno e azoto in molecole a) H 2 O e b) NCl 3.
Se non ci fosse ibridazione ("allineamento" dei legami O-H), l'angolo del legame HOH sarebbe di 90°, perché gli atomi di idrogeno sarebbero attaccati a due orbitali p reciprocamente perpendicolari. In questo caso, il nostro mondo sarebbe probabilmente completamente diverso.
La teoria dell'ibridazione spiega la geometria della molecola di ammoniaca. Come risultato dell'ibridazione di 2s e tre orbitali di azoto 2p, si formano quattro orbitali ibridi sp 3. La configurazione della molecola è un tetraedro distorto, in cui tre orbitali ibridi partecipano alla formazione di un legame chimico e il quarto con una coppia di elettroni no. Gli angoli tra i legami N-H non sono pari a 90°, come in una piramide, ma non sono pari a 109,5°, corrispondente ad un tetraedro.
Fig.7 sp 3 - ibridazione nella molecola di ammoniaca
Quando l'ammoniaca interagisce con uno ione idrogeno, si forma uno ione ammonio come risultato dell'interazione donatore-accettore, la cui configurazione è un tetraedro.
L'ibridazione spiega anche la differenza nell'angolo tra i legami OH nella molecola d'acqua d'angolo. Come risultato dell'ibridazione di 2s e tre orbitali di ossigeno 2p, si formano quattro orbitali ibridi sp 3, di cui solo due sono coinvolti nella formazione di un legame chimico, che porta a una distorsione dell'angolo corrispondente al tetraedro.
Fig.8 sp 3 ibridazione in una molecola d'acqua
L'ibridazione può includere non solo s e p-, ma anche d e f-orbitali.
Con l'ibridazione sp 3 d 2 si formano 6 nuvole equivalenti. Si osserva in composti come 4-, 4-. La molecola ha la configurazione di un ottaedro.
