Najlepsza odpowiedź
Według VSEPR (odpychanie par elektronów powłoki walance) teoria jeśli wszystkie pary elektronów wokół centralnego atomu są parami wiązań, nie ma samotnej pary, to kształt cząsteczki zależy od typu hybrydyzacji, na przykład: CH4 jest zhybrydyzowany sp3.
Jeśli wszystkie pary elektronów wokół centralnego atomu nie ma pary wiązań, jest też pewna wolna para, wtedy kształt cząsteczki będzie zniekształcony z powodu samotnej pary-samotnej pary, samotnej pary-wiązanie i odpychania par wiązań-wiązań. odpychanie kąt wiązania w cząsteczce również ulegnie zmianie. Gdy hybrydyzacja centralnego atomu jest taka sama, oblicz samotną parę na centralnym atomie. Gdy wolna para rośnie na centralnym atomie, kąt wiązania maleje.
Na przykład: NH3 i H2O mają tę samą hybrydyzację, ale w amoniaku jest jedna wolna para na atomie azotu, podczas gdy w H2O obecne są dwie samotne pary na atomie tlenu, więc kąt wiązania w amoniaku jest większy niż cząsteczka wody.
Odpowiedź
Orbitale hybrydowe mogą mieć inną symetrię niż orbitale bazowe, z których są zbudowane.
Orbital s jest sferycznie symetryczny, podczas gdy orbital p jest antysymetryczny pod względem odbicia w płaszczyźnie węzła i promieniowo symetryczny wokół osi normalnej do płaszczyzny. Hybryda tych dwóch będzie miała taką samą symetrię promieniową jak orbital p, ale nie będzie ani symetryczna, ani antysymetryczna prostopadle do tej osi. Funkcje fal s i p z mają ten sam znak po jednej stronie płaszczyzny węzłów p, ale mają przeciwne znaki po drugiej stronie, więc suma tych dwóch Funkcje falowe będą miały większą wartość po jednej stronie jądra niż po przeciwnej stronie. Wynik będzie podobny do orbitalu p, ale jeden płat będzie znacznie większy od drugiego.
Ponieważ współistniejące orbitale (dla tego samego atomu) muszą mieć ortogonalne funkcje falowe, nie można zastąpić tylko s lub p nowa hybryda: otrzymujesz dwie hybrydy sp, które można opisać jako (s + p z ) / sqrt (2) i (sp z ) / sqrt (2). Obie są liniowymi kombinacjami tych samych orbitali s i p, więc mają wspólną symetrię promieniową wzdłuż tej samej osi, ale duży płat jednego z nich będzie leżeć na dodatnim z , podczas gdy duży płat drugiego wypełnienia przypada na ujemną oś z . Atom zbliżający się wzdłuż osi z z dowolnego kierunku będzie bardziej oddziaływał z większym płatem niż mniejszym, więc te orbitale mają tendencję do tworzenia wiązań sigma po przeciwnych stronach atom centralny, z kątem wiązania 180º.
Matematyka (i geometria) staje się bardziej skomplikowana, gdy dodajesz więcej orbitali bazowych do mieszanki.
Kiedy patrzysz na wiązanie, Orbitale są wynikiem całkowitego kontaktu między orbitalem z jednego atomu a orbitalem z innego atomu. Orbitale wiążące Sigma nie mają płaszczyzn węzłowych. Wiązania Pi mają płaszczyznę węzłową wzdłuż osi wiązania i są antysymetryczne w stosunku do tej płaszczyzny. Jeśli spojrzymy na orbitale p dwóch atomów znajdujących się w pobliżu siebie na osi z , interakcje są następujące:
- Orbitale p z stykają się od końca do końca i tworzą orbitale wiążące sigma i antybakteryjne.
- P y orbitale obu atomów (i podobnie orbitale p x ) są wyrównane, aby dzielić płaszczyznę węzłów i formować orbitale wiążące pi i antybakteryjne. Warto zauważyć, że atomy muszą być bliżej siebie, aby zachodziło to nakładanie się niż w poprzednim przypadku – dlatego wiele wiązań jest zwykle krótszych niż pojedyncze.
- Inne kombinacje (p y z p x , p y z p z i p x z p z ) mają co najmniej jedną płaszczyznę, względem której jedna orbital jest antysymetryczna, a druga symetryczna (istnieją dwie takie płaszczyzny dla p y i p x kombinacja). W takich przypadkach nie powstają żadne orbitale molekularne.
Ta sama logika dotyczy tworzenia orbitali molekularnych z hybrydowych orbitali atomowych. Ich asymetria oznacza, że mają tendencję do tworzenia wiązań sigma raczej dobrze przy użyciu największego płata orbity, ale ich geometria jest taka, że po utworzeniu wiązania sigma płaszczyzny węzłowe z jednego atomu na ogół nie pasują do płaszczyzn węzłowych z orbitale innych atomów, więc geometria jest dość kiepska do tworzenia wiązań pi.