Орбитали гибридные

При взаимодействии атомов углерода один из 25-электронов переходит в свободную 2р-ячейку, и уже у углерода на внешних оболочках получается четыре неспаренных электрона. В результате взаимного возбуждения все четыре электрона сместились со своих орбит и находятся на смешанных, или гибридных, орбитах. Это явление называется гибридизацией s- и р-электронов. [c.81]

Рис. 5.9. Объединение одной s-орбитали и трех р-орбиталей одного атома в четыре гибридные sp орбитали

Так возникло представление о смешанных или гибридных связях [4]. В случае метана смешанная связь должна, очевидно, содержать одну s-орбиту и три уз-орбиты ее называют гибридизацией sjD -типа. Таких типов гибридизации может быть много. Основным преимуществом гибридной орбиты является высокая степень направленности, позволяющая осуществить более полное перекрывание и, следовательно, образовать более прочную связь. Одно из главных условий эффективной гибридизации заключается в близости энергий соответствующих атомных орбит. Как уже было указано, у тяжелых элементов орбиты с -типа часто весьма близки по энергии к s- и р-орбитам следующего слоя. В никеле, например, энергии уровней 3d, 4s и 4р различаются менее чем на 6,4-10- дж (4 эв). Полинг первым показал, что подходящие комбинации этих орбит могут давать очень четко направленные гибридные орбиты, имеющие координационные числа и углы между связями, совершенно отличные от тех, которые можно ожидать от спаривания атомных s, р, с/-орбит. [c.19]

Для понимания природы сил связи в металлах, особенно переходных, можно использовать представления о гибридных орбитах s—р, S — d, S—р—d) или резонансе связи [5, с. 81]. [c.26]

В аспекте квантовой химии электронное строение включает симметрию волновых функций, описывающих распределение электронов в атомах и форму электронных орбиталей, перекрывание которых ведет к образованию связей, обусловливающих геометрию молекул и ковалентных кристаллов [20—22]. Для объяснения природы металлической связи предположили [23], что внешние электроны металлов образуют резонирующие гибридные связи, однако флуктуирующие в произвольных направлениях гибридные орбитали не определяют ни числа, ни направленности связей, приводящих к конкретной структуре металлического кристалла. [c.7]

Если рассмотреть линейные комбинации (гибридные функции) орбитали 2s не со всеми орбиталями 2рх, 2ру и 2р , а только с орбиталями 2рх и 2р , пе затрагивая орбиталь 2pz (sp -гибридизация), то получим три эквивалентные (нормированные) орбитали, локализованные в плоскости ху и направленные к вершинам а, Ь vi с равностороннего треугольника. Подобно равенствам (1П,18), в данном случае будем иметь [c.314]

В ряде случаев — р-гибридные орбитали можно использовать вместо Рх- И р,у-орбиталей, введенных выше при рассмотрении молекул типа ХУ2, т. е. подобных молекуле Н2О. В частности, в равенствах (111,16) вместо орбиталей (О 2рх) и (О 2рц) можно использовать следующие орбитали (опуская нормировочный множитель -Ь Х ) [c.315]

Функции г]) (2р,) и 1] были показаны выше, на фиг. 119. Теперь можно использовать четыре гибридные орбитали (111,76) точно таким же способом, как и орбитали р , Ру и рг, для образования связей в том случае, когда к атому углерода приближаются четыре одновалентных атома. Сразу же при этом получаем, что четыре связи будут направлены к вершинам правильного тетраэдра. Кроме того, форма гибридных орбиталей отличается большей вытянутостью по одну сторону от атома углерода, чем по другую (фиг. 119, а и 119, б), а поэтому орбитали дают большее перекрывание, т.е. большее значение обменного интеграла и, следовательно, гораздо большую прочность связей, чем в случае чистых р-связей. Увеличение прочности связей при переходе к гибридным тетраэдрическим орбиталям от негибридных орбиталей компенсирует затрату энергии на возбуждение атома С в конфигурацию 5р . В этом причина высокой устойчивости соединений четырехвалентного углерода. [c.372]

Рис.5.3. Гибридные орбитали атома 51 на грани- Б — двукратно заполнение кремний-вакуум [18] состояния приближаются к 5-орбиталям. В-состояния — пустые зр -орбитали. Состав

Следует иметь в виду, что в ряде случаев форма орбиталей валентных электронов, участвующих в образовании связи, изменяется незначительно, а в ряде случаев происходит ее резкое изменение. В последнем случае возникают смещанные, так называемые гибридные орбитали. [c.38]

Создание окислительной среды без восстановления до чистого Ti широко применяется в сварочной технике (рутиловые электроды). Солеобразование диоксида титана в основном напоминает солеобразование диоксида кремния, но Ti — элемент 4 периода периодической системы Д. И. Менделеева, его гибридные орбитали менее устойчивы и способность образовывать комплексные ионы [Ti04] выражена тоже значительно слабее. Типичными солями для него будут метатитанаты [c.352]

Ковалентные связи являются направленными, причем углы между связями зависят от числа и типа электронов, принимающих участие в образовании связи. Так, у элементов IVB подгруппы (С, Si, Ge) электронные оболочки s-орбиталей имеют сферическую форму, а электронные оболочки трех р-орбиталей вытянуты в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Образующиеся в кристаллической рещетке этих элементов гибридные sp-орбитали имеют одинаковую форму и направлены к вершинам правильного тетраэдра. У элементов подгруппы VB только три неспаренных электрона каждый атом связан ковалентными связями только с тремя ближайшими соседями (рис. 3,6), при этом образуются двух- [c.8]

Третий способ гибридизации s- и рч>рбиталей состоит в ком нирова-нии лишь одной S-орбитали и одной р-орбитали, при этом две р-орбита-ли остаются невозмущенными. Это так называемая дигональная, или sp-гибридизация, в результате которой получаются две гибридные орбитали, направленные в противоположные друг от друга стороны вдоль линии, перпендикулярной направлениям невозмущенных р-орбит (рис. 4, г) sp-орбитали еще менее вытянуты в направлении своего максимального значения. [c.40]

ОЦК структуру металлов IV—VI групп пытались объяснить [44, 45] возникновением четырех гибридных dV-орбиталей, образующих связи вдоль направлений <111> между ближайшими атомами по углам ОЦК ячейки. Оставшиеся йгг и dx y, орбитали, направленные вдоль <100>, могли бы осуществить связи между атомами второй координационной сферы. Однако ОЦК структуру имеют все щелочные и многие щелочноземельные металлы, у которых нет d-электронов. У металлов III—IV групп, лантаноидов и актиноидов с ОЦК модификациями (-электронов для образования rfV-гибридов недостаточно. Расщепление d-уровня на сильно связанное eg- и анти-связанное ag-состояния использовано [47—48] для интерпретации физических свойств металлов. Эта концепция полезна для понима- [c.8]

Локализованы на атомах, не образуют связей Локализованы на атомах орбитали образуют гибридные связи Коллективизированы электронный газЪзаимодейству-ет "с остовами Неметаллического атома 2рТпереходят в d-полосу атома металла [c.87]

Электронные структуры элементов, представленные в табл. 2, присущи изолированным шля свободным атомам, у которых орбитали имеют дискретные значения энергии. Однако при сближении атомов элемента значения энергии внешних орбиталей не остаются дискретными, а размываются в определенный интервал энергий, известный под названием энергетической зоны (см. гл. II). Когда атомы какого-либо элемента приводятся в очень тесное соприкосновение, как, например, в кристалле, то энергетические зоны, связанные с различными орбиталями, могут оказаться настолько широкими, что при этом некоторые из них будут перекрываться, в результате чего возможно образование гибридных орбиталей. Например , ns- и ир-орбитали могут в результате гибридизации давать sp-гибридные орбитали, а ns-, пр-и (п — 1) (i-орбитали могут образовывать sjD -гибридные орбитали. Эти гибридные орбитали вносят определенный вклад в силы межатомного взаимодействия в кристалле. [c.19]

Ковалентная связь отличается от ионной тем, что все ковалентные связи, исходящие от данного атома, жестко связывают его с каждым другим атомом, т. е., иными словами, ковалентные связи являются пространственно нап рае ленными. Точные угловые соотношения между связями зависят как от числа, так и от типа электронов, принимающих участие в образовании связи. Например, известно, что электронные облака s-орбиталей являются сферически симметричными, электронные облака трех р-орбиталей вытянуты в трех взаимно перпендикулярных направлениях, d- и /-орбитали имеют еще более сложное строение электронного облака. Однако у большинства кристаллов в образовании связей принимают участие электроны, располагающиеся на гибридных орбиталях. При этом пространственное расположение связей зависит от того, какие из орбиталей играют доминирующую роль. Например, принято считать, что в случае алмаза один S -электрон может перейти на / -орбиталь, в результате чего все четыре внешних электрона оказываются неспаренными. При этом, если в случае чистых s- и р-орбиталей три р-орбитали располагаются под прямыми углами друг к другу, а s-орбиталь является ненаправленно.й, в алмазе образуются четыре гибридные sp-орби-тали, которые направлены к вершинам правильного тетраэдра (см. фиг. 6, г). [c.23]

Увеличение прочности связей при переходе от подгруппы IA к подгруппе IVB связано с ростом вклада р-уровнеи в гибридные sp-орбитали и соответствующим изменением природы межатомной связи от чисто металлической у элементов подгруппы IA до чисто ковалентной у элементов подгруппы IVB. Чрезвычайно высокая температура плавления, низкое значение сжимаемости и малый атомный радиус у алмаза свидетельствуют о значительно большей прочности ковалентной связи по сравнению с металлической, осуществляемой при помощи свободных электронов. Уменьшение прочности связи в кристаллах при переходе от подгруппы IVB к нулевой подтверждается увеличением сжимаемости и атомных радиусов у фосфора (VB) и серы (VIB), а также чрезвычайно низкими значениями температур плавления у твер дых двухатомных и инертных газов. Это не означает, что у элементов подгрупп VB — VI IB ковалентные связи становятся слабее. [c.48]

Гибридные орбитали или гибридные волновые функции электронов получаются путем линейной комбинации двух или более индивидуальны волновых функций электронов. Например, dsp-гибридная орбиталь нолу-чается из волновых функций соответственно d-, s- и р-типа (Пелдавг [87]) [c.259]

Опзагера соотношение 102 Орбитали 16, 17, 22, 23. 27, 49, 50, 53 гибридные 19, 259, 264 Ортогонализованных плоских волн метод 96, 113 [c.325]

Рис. 64. Образование гибридных р-орбитапей между атомами металла (1) и "опасной" примеси <2) с незаполненной рч>рбит лью (в) и появление ослабленных связей (показаны пунктиром) между атомами металла, ближайшими к примеси и более удаленными, на границе зерен А и Б 6) (1861. Переход -электронов со сферической -орбитали металла на направленные зрюрбитали (показан стрелками)

Фиг. 119. Сечения 2р-орбитали и тетраэдрических (гибридных) орбиталей атома С. а — слейтеровская 2р-орбиталь (цз = 2,275) б — слейтеровская тетраэдрическая орбиталь (2 ) + /г (2Ра)] в — тетраэдрическая орбиталь, полученная на основе метода самосогласованного поля из 2в- и 2р-орбиталей (по Моффитту и Коулсону [868]).

Далее эти функции следует комбинировать с орбиталями присоединяюш ихся атомов, используя равенства типа (1ПД9). Для каждой связи вновь будут получаться две локализованные орбитали, называемые теперь уже три-гоналъными гибридными орбиталями. Такие орбитали будут интересны во всех тех случаях, когда три эквивалентные связи лежат в одной плоскости. [c.314]

Эти орбитали или их комбинации с орбиталями присоединяющихся атомов носят название дигоналъных гибридных орбиталей. [c.314]

Следующий важный тип хемосорбции — образование химической связи с молекулами, обладающими сопряженными связями, включающими в себя делокализованные л-электроны (двойные и тройные связи). Возьмем для примера молекулу бензола. Помимо локализованных о-связей, образованных 5/Р-гибридными орбиталями атомов углерода, в образовании связи принимают участие / .-орбитали, ориентированные нормально к плоскости молекулы (тс-связи). Благодаря делокализации тс-электронов, расчеты их взаимодействий с адсорбционным центром требуют многоэлектронного подхода. [c.214]

И в этом случае можио исходить из любого приближенного метода МО плп УВ. Однако нрежде чем рассматривать этот вопрос, расширим множество пробных функций, добавив к атомным орбиталям так называемые гибридные функции. В основе того, что до сих пор в качестве пробных функции использовались атомные орбитали, лежали физические соображения. В иринциие пет фундаментальных доводов против использования любой другой функции координат электрона. Одной из возможностей было бы, например, использование в (1.6)-н (1,8) вместо отдельных атомных орбиталей линейной комбинации атомных орбиталей одного атома с выбираемыми позже коэффициентами. В случае двухатомной молекулы для этого не было никаких побуждающих причин. Если же рассматривать одновременно связи атома со всеми его блияхайшими соседями, то в качестве следующего аспекта, который необходимо учесть, выступает пространственная симметрия упорядочения. В этом сл5 чае удобно использовать в пробной функции комбинации атомных орбиталей, которые согласуются с симметрией упорядоченпя ближайших соседей относительно определенного атома. Наиболее известным примером являются р -гибридные функции атома углерода в решетке алмаза. Из 2 -орбитали и трех 2р-орбиталей строятся следующие четыре линейные комбинации [c.21]

Химическая связь атома кремния с другими атомами осуществляется за счет гибридных 8р -орбиталей, когда один З -электрон атома кремния возбуждается при сближении с химически взаимодействующим атомом и переходит в незаполненное Зр-состояние. В результате этого образуется три р-орбитали и одна 3 -орбиталь с неспареннымк электронами. При образовании кристаллической структуры, например кремния, каждый атом, взаимодействуя с соседними, образует спин-связанные. 5 и р-орбитали с восемью электронами, которые обусловливают образование четверной координации с ковалентной связью и кристаллической решеткой типа алмаза. [c.7]

В приближении, развитом первоначально Полингом, предполагается, что в кристаллах переходных металлов атомы удерживаются вместе в результате образования резонансных гибридных орбит spd, возникающих из ns-, пр- и (п — 1)с -состоя ний свободных атомов (например, 4s4p3 для случая металлов первого большого периода). Весьма важ.ным моментом гипотезы Полинга является предположение о том, что в кристаллах переходных металлов d-электроны свободных атомов разделяются на два класса 1) атомные d-орбиты, электроны которых связаны с индивидуальными атомами и не являются связующими. Именно эти электроны определяют магнитные свойства 2) связующие -орбиты, которые взаимодействуют с s- и р-ор-битами и образуют гибридные связующ.ие орбиты spd. Полинг не рассматривал различия в поведении между элементами первого и последующих больших периодов и считал, что разрыв 118 [c.118]

Прочность химической связи зависит от степени перекрытия орбита-лей валентных электронов чем больше перекрытие, тем прочнее связь. Расчеты показывают, что перекрытие электронных оболочек соединяющихся атомов в случае гибридных 5р -орбиталей оказывается существенно больше, чем в случае негибридных 5- и р-орбиталей. Хотя гибриди-зованным состояниям соответствует более высокая энергия электронов в атоме, чем негибридизованным, тем не менее полная энергия кристалла оказывается ниже в случае образования связи из 5р -гибридов, поэтому гибридизация и оказывается энергетически выгодной. [c.39]

В образовании ковалентной связи могут принимать участие 5-, р-, с1 и /-орбитали. Если происходит гибридизация при образовании связи, то в зависимости от того, сколько и каких орбит гибридизуется, различают зр-, зр -, 5р -, зр - и 5р -гибридные орбитали (рис. 2.11). [c.39]

Нормальный ковалентный радиус атома отвечает случаю, когда атом образует столько ковалентных связей, сколько соответствует его месту в периодической таблице для углерода — 2, для азота — 3 и т. д. При этом получаются разные значения нормальных радиусов в зависимости от кратности (порядка) связи (единичная связь, двойная, тройная). Если связь образуется при перекрытии гибридных электронных облаков, то говорят о тетраэдрических (Zk = 4, sp -гибридные орбитали), октаэдрических (Zk = 6, ii sp -гибридные орбитали), квадратичных (Zk = 4, iisp -гибридные орбитали), линейных (Zk = 2, sp-гибридные орбитали) ковалентных радиусах. [c.53]

Одна из схем образования связей предполагает, что внутри пятислойного пакета существуют рй -гибридные связи, которые являются резонансными. Они испытывают поворотный резонанс между шестью положениями в случае -Тец-В1- (кратность связи равна 1/3) и между тремя положениями в случае -Те1-В1- (кратность связи равна 2/3) для этого используются 6й -орбитали атомов висмута (рис. 2.30). Далее было обнаружено, что расстояние между атомами Тв1 соседних пакетов (-Те1-Те1-) оказывается меньше, чем это вытекает из предположения о связи только с помощью ван-дер-ваальсовых сил. Схема, приведенная на рис. 2.30 показывает возможность возникновения ковалентной связи между пакетами происходит гибридизация 5р- и 5й -орбиталей атомов Теь один из р-электронов переходит на -орбиталь и связь между пакетами осуществляется за счет резонирующих гибридных рй -связей кратность связи и 2/3. Таким образом, химические связи в В12Тез образуются в результате суммирования двух предложенных схем образования ковалентных связей. [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...