VSEPR и гибридизация связей
Введено| English | Значение |
|---|---|
| VSEPR/ˈvespə/ | VSEPR-теория |
| hybridization/ˌhaɪbrɪdaɪˈzeɪʃn/ | гибридизация |
Почему молекулы имеют форму
- Молекулы не являются плоскими blob-ами — они имеют определенные формы в 3D.
- Вода имеет угловую форму; углекислый газ — линейную.
- Одна простая идея предсказывает любую форму.
- Электронные пары отталкиваются друг от друга до максимума.
Распределение электронных пар
- Теория VSEPR гласит, что электронные пары отталкиваются и занимают максимальное расстояние друг от друга.
- Подсчитайте группы (связи и неподелённые пары) вокруг центрального атома.
- Их расположение определяет форму молекулы.
VSEPR предсказывает форму, предполагая, что электронные группы...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Отталкивающиеся группы расходятся, что фиксирует геометрию.
Распространённые формы
- 2 группы дают линейную форму ($180^\circ$); 3 группы — треугольную планарную ($120^\circ$).
- 4 группы дают тетраэдрическую форму ($109.5^\circ$).
- Неподелённые пары отталкивают сильнее, искажая форму — вода получается угловой.
Какова форма $\text{CH}_4$ (4 связи, нет неподеленных пар)?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Четыре группы расходятся к тетраэдру при $109.5^\circ$.
Вода ($\text{H}_2\text{O}$) имеет 2 связи и 2 неподеленные пары. Её форма —...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Две неподеленные пары выталкивают две связи, изгибая их в угловую форму.
Центральный атом с ровно 2 электронными группами имеет ____ форму.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Две группы направлены в противоположные стороны, под углом $180^\circ$ — линейная.
Гибридизация соответствует геометрии
- Гибридизация смешивает атомные орбитали для соответствия форме.
- 2 группы соответствуют sp; 3 группы — sp$^2$; 4 группы — sp$^3$.
- Просто подсчитайте группы и определите тип гибридизации.
Предсказать форму
Посчитайте связывающие пары и неподеленные пары, затем определите форму VSEPR.
Соотнесите количество электронных групп с гибридизацией.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Гибридизация считает группы, поэтому 2 = sp, 3 = sp$^2$, 4 = sp$^3$.
Предскажите форму $\text{CH}_4$ и $\text{H}_2\text{O}$.
- $\text{CH}_4$: 4 связи, нет неподелённых пар → тетраэдрическая форма и sp$^3$.
- $\text{H}_2\text{O}$: 2 связи плюс 2 неподелённые пары → угловая форма, всё ещё sp$^3$.
Неподеленные пары нужно учитывать как электронные группы при предсказании формы.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Неподеленные пары занимают пространство и искривляют геометрию.
Считайте неподелённые электронные пары как группы электронов — они занимают пространство и искривляют форму, хотя и не отражаются в названии геометрии. Вода имеет «угловую» форму, а не «линейную», именно из-за двух неподелённых пар. Гибридизация определяется числом групп, а не только количеством связей.
VSEPR предсказывает форму, максимально удаляя группы электронов друг от друга: 2 группы — линейная, 3 — тригональная плоская, 4 — тетраэдрическая, при этом неподелённые пары искривляют результат. Гибридизация соответствует числу групп: sp, sp$^2$, sp$^3$ для 2, 3, 4 групп соответственно. Всегда считайте неподелённые пары как группы.