Diokos 3l5

1

Ο υβριδισμός Ο υβριδισμός αναπτύχθηκε αναπτύχθηκε

από τον από τον PaulingPaulingτο 1931 το 1931

Υβριδικά τροχιακά.Υβριδικά τροχιακά.Επιμέλεια: Διογένης ΚοσμόπουλοςΕπιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος

22οο ΓΕΛ Αργυρούπολης. ΓΕΛ Αργυρούπολης.

2

• Στο μεθάνιο το άτομο του άνθρακα κάνει Στο μεθάνιο το άτομο του άνθρακα κάνει τέσσεριςτέσσερις ισοδύναμουςισοδύναμους ομοιοπολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς με ισάριθμα άτομα υδρογόνου. δεσμούς με ισάριθμα άτομα υδρογόνου.

Ένα λάθος στη δομή του μεθανίουΈνα λάθος στη δομή του μεθανίου ( ( CCΗΗ44 ) ) . .

• Η ηλεκτρονική δομή όμως του ατόμου Η ηλεκτρονική δομή όμως του ατόμου CC είναι: είναι:

Από την δομή φαίνεται ότι Από την δομή φαίνεται ότι υπάρχουν μόνο 2 μονήρηυπάρχουν μόνο 2 μονήρη ηλεκτρόνια που έχουν την ικανότητα να δώσουν δεσμούςηλεκτρόνια που έχουν την ικανότητα να δώσουν δεσμούς και και

όχι τέσσερα μονήρη ηλεκτρόνιαόχι τέσσερα μονήρη ηλεκτρόνια όπως δικαιολογούνται από όπως δικαιολογούνται από τον τύπο CΗτον τύπο CΗ44..

1y1x22 2p2p2s1s

3

Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CCΗΗ44 . . 1/31/3

• Επειδή υπάρχει μικρό ενεργειακό χάσμα μεταξύ 2s και 2p Επειδή υπάρχει μικρό ενεργειακό χάσμα μεταξύ 2s και 2p τροχιακού, ευνοείται πρόσκαιρα η τροχιακού, ευνοείται πρόσκαιρα η διέγερσηδιέγερση (προώθηση) (προώθηση) ενός ηλεκτρονίου από το 2ενός ηλεκτρονίου από το 2ss τροχιακό στο 2p τροχιακό οπότε τροχιακό στο 2p τροχιακό οπότε διαμορφώνονται διαμορφώνονται 4 μονήρη ηλεκτρόνια4 μονήρη ηλεκτρόνια..

èåì åë éþ äç ò ê á ôÜóôá óç

óôï Üôï ì ï ôï õ C

Äõí áôüôçôá ó ÷ç ì áôéó ì ï ý 4 äåó ì þ í2p x

2s

1s

äéÝãåñó ç

äéáö ï ñåôéêÞòéó ÷ýï ò

2p y 2p z 2px2s

2p y 2p z

äéç ã åñì Ýí ç ê á ôÜóôá óç

óôï Üôï ì ï ôï õ C

1såíÝñ

ãåéá

4

• H H διέγερσηδιέγερση φαίνεται αρχικά ότι αντιβαίνει στην φαίνεται αρχικά ότι αντιβαίνει στην αρχή της αρχή της ελάχιστης ενέργειαςελάχιστης ενέργειας. .

• Η Η διέγερσηδιέγερση όμως δεν γίνεται σε απομονωμένο άτομο όμως δεν γίνεται σε απομονωμένο άτομο C C αλλά σε άτομο αλλά σε άτομο C C που πρόκειται να δημιουργήσει δεσμούς που πρόκειται να δημιουργήσει δεσμούς με άλλα άτομα με άλλα άτομα ..

• Έτσι μετά την Έτσι μετά την διέγερσηδιέγερση , η δημιουργία 4 (και όχι 2) , η δημιουργία 4 (και όχι 2) δεσμώνδεσμών , , απελευθερώνει ενέργεια που αντισταθμίζει κατά απελευθερώνει ενέργεια που αντισταθμίζει κατά πολύ την πολύ την αρχική διέγερσηαρχική διέγερση του ηλεκτρονίου 2s στο του ηλεκτρονίου 2s στο μεγαλύτερης ενέργειας 2p τροχιακό και το μόριο που μεγαλύτερης ενέργειας 2p τροχιακό και το μόριο που προκύπτει γίνεται ακόμα προκύπτει γίνεται ακόμα σταθερότεροσταθερότερο..

Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CCΗΗ4 . 4 . 2/32/3

5

Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CCΗΗ44 .. 3/33/3

Σταθερότερο ενεργειακό διάγραμμα δημιουργίας 4 δεσμών Σταθερότερο ενεργειακό διάγραμμα δημιουργίας 4 δεσμών με διεγερμένο ηλεκτρόνιο.με διεγερμένο ηλεκτρόνιο.

åíÝñ

ãåéá

2px

2s

2py 2pz

C

ó2s-1s

3ó2p-1s

+1s

4 H

1s 1s 1s

CÇ 4

6

Η ασάφεια όμως εξακολουθεί να υπάρχει στο Η ασάφεια όμως εξακολουθεί να υπάρχει στο CCΗΗ44 ..

• Η θεώρηση της Η θεώρηση της διέγερσης (προώθησης) διέγερσης (προώθησης) του ηλεκτρονίου του ηλεκτρονίου εξηγεί την ύπαρξη εξηγεί την ύπαρξη τεσσάρωντεσσάρων ομοιοπολικών δεσμών «σ» με ομοιοπολικών δεσμών «σ» με ισάριθμα άτομα υδρογόνου στο ισάριθμα άτομα υδρογόνου στο CCΗΗ44 ..Όμως οι Όμως οι 4 4 δεσμοί δεσμοί 11σσ((22s-1s) s-1s) & 3& 3σσ (2p-1s) (2p-1s) δεν εξηγούν δεν εξηγούν πειραματικά δεδομένα της δομής του πειραματικά δεδομένα της δομής του CCΗΗ44 , , όπως είναι όπως είναι

η η ισοδυναμία των δεσμών ισοδυναμία των δεσμών και και η η τετραεδρική στερεοχημική τετραεδρική στερεοχημική του δομή.του δομή.

• Την ολοκληρωμένη λύση του προβλήματος στο μεθάνιο (και Την ολοκληρωμένη λύση του προβλήματος στο μεθάνιο (και όχι μόνο) δίνει ο υβριδισμός και τα υβριδικά τροχιακά.όχι μόνο) δίνει ο υβριδισμός και τα υβριδικά τροχιακά.

7

Τι είναι υβριδισμός και τι υβριδικά τροχιακά ;Τι είναι υβριδισμός και τι υβριδικά τροχιακά ;

• Υβριδισμός είναι η Υβριδισμός είναι η ανάμιξηανάμιξη (γραμμικός συνδυασμός) δύο (γραμμικός συνδυασμός) δύο τουλάχιστον τουλάχιστον διαφορετικού είδουςδιαφορετικού είδους κανονικών ατομικών κανονικών ατομικών τροχιακών της ίδιας στιβάδας.τροχιακών της ίδιας στιβάδας.

• Αποτέλεσμα της ανάμιξης είναι η δημιουργία νέων Αποτέλεσμα της ανάμιξης είναι η δημιουργία νέων εκφυλισμένων (ίδιας ενέργειας)εκφυλισμένων (ίδιας ενέργειας) τροχιακών που είναι τροχιακών που είναι ισάριθμαισάριθμα των των αναμιγνυόμενων κανονικών τροχιακών και αναμιγνυόμενων κανονικών τροχιακών και ονομάζονται ονομάζονται υβριδικά τροχιακάυβριδικά τροχιακά. .

8

Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών . Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών . 1/21/2

• Τα υβριδικά τροχιακάΤα υβριδικά τροχιακά έχουν έχουν διαφορετικόδιαφορετικό σχήμα , μέγεθος σχήμα , μέγεθος και προσανατολισμό και προσανατολισμό από τααπό τα κανονικά τροχιακά από τα κανονικά τροχιακά από τα οποία προήλθαν.οποία προήλθαν.

• Η Η δόμησηδόμηση των υβριδικών τροχιακών ακολουθεί τους των υβριδικών τροχιακών ακολουθεί τους γνωστούς γνωστούς κανόνες δόμησηςκανόνες δόμησης (αρχή ελάχιστης ενέργειας, (αρχή ελάχιστης ενέργειας, κανόνας κανόνας Hund)Hund) . .

9

Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών . Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών . 2/22/2

• Τα υβριδικά τροχιακά συμμετέχουν στο Τα υβριδικά τροχιακά συμμετέχουν στο σχηματισμό «σ»σχηματισμό «σ» δεσμών , με άλλα υβριδικά ή κανονικά δεσμών , με άλλα υβριδικά ή κανονικά ((π.χ. π.χ. s , ps , p ,, d) d) τροχιακά.τροχιακά.

• Η Η επικάλυψη επικάλυψη των υβριδικών τροχιακών είναι των υβριδικών τροχιακών είναι μεγαλύτερημεγαλύτερη από εκείνη των κανονικών τροχιακών και γι’ αυτό από εκείνη των κανονικών τροχιακών και γι’ αυτό σχηματίζουν σχηματίζουν σταθερότερους «σ»σταθερότερους «σ» δεσμούςδεσμούς. .

• Η σχηματισμός Η σχηματισμός σταθερότερων δεσμών «σ»σταθερότερων δεσμών «σ» με υβριδικά με υβριδικά τροχιακά είναι στην ουσία και η τροχιακά είναι στην ουσία και η αιτίααιτία δημιουργίας τους. δημιουργίας τους.

10

õâñéä éó ì üòäý ï

ôñï ÷éáêþ í

äéÝãåñó ç

åí üò sêáé

åí üò psp p z

ôåëéêÞ äéçãåñì Ýí ç êá ôÜó ôáó ç

åî ù ôåñéêÞò ó ôéâÜäáò

sp

äý ïõâñéäéó ì Ýí á

ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z

äéçãåñì Ýí ç êáôÜó ôáó ç åî ù ôåñéêÞò

ó ôéâÜäáò

p xs

py p z

èåì åëéþ äçòêáôÜó ôáó ç åî ù ôåñéêÞò

ó ôéâÜäáò

p y

åíÝñ

ãåéá

åíÝñ

ãåéá

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Υβριδισμός Υβριδισμός spsp. . 1/31/3

11

Συνολικά Συνολικά διαθέσιμα διαθέσιμα τροχιακάτροχιακά

Δύο Δύο sp sp τροχιακά σετροχιακά σεευθύγραμμη διάταξηευθύγραμμη διάταξη

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών.Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών.Γεωμετρία τροχιακών Γεωμετρία τροχιακών spsp..

spspspsp

2/32/3

12

22ss ++22pp

Γραμμικοί συνδυασμοί:Γραμμικοί συνδυασμοί:

22ss --22pp

22spsp

22spsp

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Τα Τα spsp ως γραμμικός συνδυασμός των ως γραμμικός συνδυασμός των s s καικαι p p. . 3/33/3

ø

ø

ø

x

x

ø

x

x

2s 2p

-2p 2s

2sp

2sp

2s+2p

2s-2p

13

õâñéäéó ì üòôñéþ í


äéÝãåñó ç

åí üò sêáé

äý ï psp 2 p z

ôåëéêÞ äéçãåñì Ýí ç êáôÜó ôáó ç


sp2 sp2

ôñßá õâñéäéó ì Ýí á ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z


ó ôéâÜäáò

p xs

py p z


ó ôéâÜäáò

åíÝñ

ãåéá

åíÝñ

ãåéá

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . ΥβριδισμόςΥβριδισμός spsp22. . 1/21/2

Συνολικά Συνολικά διαθέσιμα διαθέσιμα τροχιακάτροχιακά

ppzz

spsp22

spsp22spsp22

14

Τρία Τρία spsp22 τροχιακά τροχιακά σε τριγωνική διάταξη.σε τριγωνική διάταξη.

ppxx

s

ppyy

ppzz

spsp22

ppzz

spsp22 spsp22

spsp22

spsp22 spsp22

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία τροχιακών Γεωμετρία τροχιακών spsp22.. 2/22/2

15

õâ ñéäéó ì üòôåó ó Üñù íôñï ÷éáêþ í

äéÝãåñó ç

åí üò sêáé

ôñéþ í psp 3


åî ù ôåñéêÞò ó ôéâÜäá ò

sp3 sp3

ôÝó ó åñá õâñéäéó ì Ýí á

ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z


ó ôéâÜäáò

pxs

py p z

èåì åëéþ ä çòêáôÜó ôáó ç åî ù ôåñéêÞò

ó ôéâÜä áò

sp3

åíÝñ

ã åéá

åíÝñ

ã åéá

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . ΥβριδισμόςΥβριδισμός spsp33. . 1/21/2

16

υβριδισμός

ppxxs

ppyy

ppzz

spsp33 spsp33 spsp33

spsp33

spsp33

spsp33spsp33

spsp33

Τέσσερα συνολικά Τέσσερα συνολικά διαθέσιμα διαθέσιμα

spsp33 τροχιακά τροχιακά σε τετραεδρικήσε τετραεδρική

διάταξηδιάταξη..

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία τροχιακών Γεωμετρία τροχιακών spsp33. . 2/22/2

17

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . ΥβριδισμόςΥβριδισμός spsp33dd. . 1/21/2

äéÝãåñó ç

px

spy p z


ó ôéâÜäáò

p xs

py p z


ó ôéâÜäáò

õâñéäéó ì üòð Ýí ôå




åí üò sôñéþ í p

êáéåí üò d

ð Ýí ôå õâñéäéó ì Ýí á sp 3d ôñï ÷éáêÜ

d

d

åíÝ ñ

ã åé á

åíÝ ñ

ã åé á

18

Πέντε Πέντε spsp33dd υβριδικά υβριδικά τροχιακάτροχιακά

σε τριγωνικήσε τριγωνικήδιπυραμιδικήδιπυραμιδική

Διάταξη.Διάταξη.

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία υβριδισμού Γεωμετρία υβριδισμού spsp33dd. . 2/22/2

υβριδισμός

19

èåì åëéþ äçò êá ôÜó ôáó ç åî ù ôåñéêÞò

ó ôéâ Üäá ò

õâ ñéäéó ì üòð Ýí ôå


åíÝñ

ã åéá

p xs

p y p z

p xs

p y p z

ôåëéêÞ ä éç ãåñì Ýí ç êáôÜó ôáó ç

åî ù ôåñéêÞò ó ôéâÜäá ò

åí üò sôñéþ í p

êá éäý ï d

Ýî é õâñéä éó ì Ýí á sp 3d 2 ôñï ÷éáêÜ

d

d

d

d

äéÝãåñó ç

äéçãåñì Ýí ç êá ôÜó ôáó ç åî ù ôåñéêÞò

ó ôéâ Üäá ò

åíÝñ

ã åéá

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . ΥβριδισμόςΥβριδισμός spsp33dd

2 2 . . 1/21/2

20

Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών . Γεωμετρία υβριδισμού Γεωμετρία υβριδισμού spsp33dd22.. 2/22/2

‘‘Εξι Εξι spsp33dd22

υβριδικά υβριδικά τροχιακά σετροχιακά σεοκταεδρικήοκταεδρική

διάταξη.διάταξη.υβριδισμός

21

Όλες οι περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών.Όλες οι περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών.

sspp

ssp , pp , p

ssp , p , pp , p , p


dd


d , dd , d

δύο δύο spsp

τρία τρία spsp22

τέσσερατέσσεραspsp33

πέντεπέντεspsp33dd

έξιέξιspsp33dd22

υβριδισμόςυβριδισμόςυβριδισμόςυβριδισμός υβριδισμόςυβριδισμός υβριδισμόςυβριδισμός υβριδισμόςυβριδισμός

22

ppzz

spsp22

spsp22spsp22

Δυνατότητες δεσμών Δυνατότητες δεσμών ““υβριδικώνυβριδικών”” και και “p” “p” τροχιακώντροχιακών..

spspspsp

ppzz

ppzz

“σ” δεσμός μεταξύ υβριδικών τροχιακών.

«π» δεσμός μεταξύ “p”

τροχιακών.

pp

Τα υβριδικά τροχιακά κάνουν Τα υβριδικά τροχιακά κάνουν μόνο «σ» δεσμούς μόνο «σ» δεσμούς που που καθορίζουν την καθορίζουν την γεωμετρίαγεωμετρία του μορίου. του μορίου.

pp

Σ’ ένα πολλαπλό δεσμό Σ’ ένα πολλαπλό δεσμό ο ένας δεσμός είναι «σ» ο ένας δεσμός είναι «σ» μεταξύ μεταξύ υβριδικών και οι υβριδικών και οι άλλοι «π» δεσμοί άλλοι «π» δεσμοί μεταξύ μεταξύ pp τροχιακών . τροχιακών .

23

Βήμα 1ο : Σχεδιάζουμε την δομή Lewis .

Βήμα 2ο : Μετράμε πόσες ηλεκτρονικές περιοχές έχουμε γύρω από κάθε άτομο. Ηλεκτρονική περιοχή είναι είτε ένας δεσμός είτε ένα μη δεσμικό ζεύγος ηλεκτρονίων . Ο πολλαπλός δεσμός μετράται ως 1 ηλεκτρονική περιοχή.

Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμουΜέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου..Εφαρμογή στο Εφαρμογή στο CCΟΟ22 .. 1/41/4

3 ηλεκτρονικές

περιοχές στο Ο

CO O

2 ηλεκτρονικέςπεριοχές στον C

CO O

24

Βήμα 3ο : Επιλέγουμε για κάθε άτομο, το είδος του υβριδισμού που είναι αντίστοιχο με τον αριθμό των ηλεκτρονικών περιοχών σύμφωνα με τον διπλανό πίνακα:

Περιοχές - Υβριδοποίηση 2 sp 3 sp2

4 sp3

5 sp3d 6 sp3d2

Παρατηρούμε ότι ο αριθμός ατομικών τροχιακών που υβριδοποιούνται είναι ο ίδιος με τον αριθμό ηλεκτρονικών περιοχών.


Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý C êá é OC : 2 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò õâ ñéä éó ì üò sp

CO O O : 3 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò õâ ñéä éó ì üò sp2

25


Βήμα 4ο : Σε κάθε άτομο, κατανέμουμε τα ηλεκτρόνια στα τροχιακά (κανονικά ή υβριδικά) σύμφωνα με τις αρχές δόμησης .

sp2

õâñéäéóì üò 3 ôñï ÷éáêþ í

p zpxs

py p z

åíÝñ

ã åéá

Ï

õâñéäéóì üò2 ôñï ÷éáêþ íäéÝãåñó ç

sp p zsp

2 õâñéäéóì Ýí á ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z

pxs

p y p z py

C

sp2 sp2

3 õâñéäéó ì Ýí á ôñï ÷éáêÜ

26

Βήμα 5ο : Σκιαγραφούμε τις επικαλύψεις των τροχιακών και σημειώνουμε τους δεσμούς.


π

π

π

π

Δύο «σ» δεσμοί

σσ11, σ, σ2 2 : : Ο Ο spsp2 2 -- sp Csp Cππ11, π, π22 : : ΟΟ pp –– p p CC

σσ11 σ σ22

ππ11 π π22

27

Περιπτώσεις υβριδισμού Περιπτώσεις υβριδισμού CC..Παράδειγμα υβριδισμού Παράδειγμα υβριδισμού spsp στο στο C C22HH22 . . 1/21/2

C C HH

1ç ç ëåêôñï í éêÞ ð åñéï ÷Þ


2 ç ëåêôñ ï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò õâ ñéä éó ì üò sp

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý C

¼ôá í Üôï ì ï Üí èñá êá ó õì ì åôÝ÷åé ó å ôñéð ëü ä åó ì ü

ôüôå Ý÷åé õâ ñéä éó ì ü sp .

ó ç ì á í ôéêÞð á ñá ôÞñçó ç

õâñéäéó ì üòäý ï

ôñï ÷éáêþ íäéÝãåñó ç

åí üò sêáé

åí üò psp p zsp


ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z

pxs

py p z pyåíÝñ

ã åéá

28

Περιπτώσεις υβριδισμού Περιπτώσεις υβριδισμού CC..Παράδειγμα υβριδισμού Παράδειγμα υβριδισμού spsp στο στο C C22HH22 . . 22/2/2

σ1 σ3 σ2

π1 π2

σσ11, σ, σ2 2 :: Η Η s s -- sp Csp C σ σ33 : : C C spsp -- sp Csp Cππ11, π, π22 : : C C p-p p-p CC

Η ΗC C

29

C CHH

H H




Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý C 3 ç ëåêôñ ï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò õâ ñéä éó ì üò sp2

Περιπτώσεις υβριδισμού Περιπτώσεις υβριδισμού CC..Παράδειγμα υβριδισμούΠαράδειγμα υβριδισμού sp sp22 στο στο C C22HH44 . . 1/21/2

Óç ì á í ôéêÞ ð á ñá ôÞñç ó ç .

¼ôáí Üôï ì ï C Ý÷åé Ýí á äéð ëü äåóì ü ôüôå Ý÷åé

õâñéäéóì ü sp2.



åí üò sêáé

åí üò psp2 p z

ôñßáõâñéäéó ì Ýí á

ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z

p xs

py p z

åíÝñ

ã åéá

sp2 sp2

30

σσ11, σ, σ22, , σσ33, σ, σ4 4 :: Η Η s-sp s-sp22 C C σ σ55 : : C C spsp22-sp-sp22 C C π :π : C C p-p p-p CC

Περιπτώσεις υβριδισμού Περιπτώσεις υβριδισμού CC..Παράδειγμα υβριδισμούΠαράδειγμα υβριδισμού sp sp22 στο στο C C22HH44 . . 22/2/2

ð

ó 1 ó 3

C C

H

H

H

ó 2 ó 4

ó 5

H

31

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý C

C HH

H

H4 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò

õâ ñéä éó ì üò sp3¼ôá í Üôï ì ï Üí èñá êá

ó õì ì åôÝ÷åé ì üí ï ó å á ð ëï ýò ä åó ì ï ýò ôüôå Ý÷åé

õâ ñéäéó ì ü sp3.

ó ç ì á í ôéêÞð á ñá ôÞñçó ç

Περιπτώσεις υβριδισμού Περιπτώσεις υβριδισμού CC..Παράδειγμα υβριδισμούΠαράδειγμα υβριδισμού sp sp33 στο στο CH CH44 . . 1/21/2

õâñéäéó ì üòôåó ó Üñù íôñï ÷éáêþ íäéÝãåñó ç

åí üò sêáé

ôñéþ í psp3

ôÝó ó åñáõâñéäéó ì Ýí á

ôñï ÷éá êÜ

px

sp y p z

p xs

p y p zåíÝ ñ

ã åéá

sp 3 sp 3sp3

32

ó 1

ó 3

CH

HH

H

ó 2 ó 4

Τετραεδρική διάταξη C.

σ1 , σ2 , σ3 , σ4 : Η 1s – C 2sp3

Περιπτώσεις υβριδισμού Περιπτώσεις υβριδισμού CC..Παράδειγμα υβριδισμούΠαράδειγμα υβριδισμού sp sp33 στο στο CH CH44 . . 22/2/2

33

Υβριδισμός σε άλλα άτομα πλην του Υβριδισμός σε άλλα άτομα πλην του CC..

• Θυμίζουμε ότι τα υβριδικά τροχιακά σχηματίζουν Θυμίζουμε ότι τα υβριδικά τροχιακά σχηματίζουν σταθερότερους δεσμούς «σ» από τα «κανονικά» σταθερότερους δεσμούς «σ» από τα «κανονικά» τροχιακά. τροχιακά.

• Έτσι ο σχηματισμός δεσμών με υβριδικά τροχιακά Έτσι ο σχηματισμός δεσμών με υβριδικά τροχιακά εμφανίζεται συχνά και σε άλλα άτομα (πλην του εμφανίζεται συχνά και σε άλλα άτομα (πλην του C)C) σε πολλά μόρια ή πολυατομικά ιόντα.σε πολλά μόρια ή πολυατομικά ιόντα.

34

Υβριδισμός Υβριδισμός C C και και O O στην στην CHCH22OO .. 1/21/2

CH

OH

3 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò õâ ñéä éó ì üò sp 2 3 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò

õâ ñéä éó ì üò sp2

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý C êá é O

Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμωνΠεριπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων..

sp2

õâñéäéóì üò

3 ôñï ÷éáêþ í p zp xs

py p z

åíÝñ

ãåéá

Ï

õâñéäéóì üò

3 ôñï ÷éáêþ í

äéÝãåñó ç

p z

3 õâñéäéóì Ýí á ôñï ÷éáêÜ

px

sp y p z

pxs

p y p z

C

sp2 sp2

3 õâñéäéó ì Ýí á ôñï ÷éáêÜ

sp2 sp2 sp2

35

σσ11, σ, σ2 2 :: Η Η s s -- spsp22 C C σσ33 : : C C spsp22 -- spsp22 O O

π : π : C C p-p p-p OO

Υβριδισμός Υβριδισμός C C και και O O στην στην CHCH22OO .. 2/22/2Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμωνΠεριπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων..

36

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý Ï3ç & 4ç

ç ëåêôñï í éêÞ ð åñéï ÷Þ

4 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò


1ç & 2ç ç ëåêôñï í éêÞ

ð åñéï ÷Þ

OH H

Υβριδισμός του Ο στο Υβριδισμός του Ο στο ΗΗ22Ο Ο . . 1/21/2

Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμωνΠεριπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων..

õâñéäéó ì üòôåó ó Üñù íôñï ÷éáêþ í

åí üò sêáé

ôñéþ í psp 3


ôñï ÷éáêÜ

pxs

py p zåíÝ ñ

ã åé á

sp 3 sp 3sp 3

37

104,5ο αντί 109,5ο

λόγω της ύπαρξηςδύο μη δεσμικών

ηλεκτρονίων.

μη δεσμικά ζεύγη e

δύο δεσμοί«σ»

O 2sp3 -1s H

Υβριδισμός του Ο στο Υβριδισμός του Ο στο ΗΗ22Ο Ο . . 2/22/2

Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων.Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων.

38

Υβριδισμός του ΒΥβριδισμός του Βee στο στο BeH BeH22 . . 11/2/2


38

BeH H

1ç ç ëåêôñï í éêÞ ð åñéï ÷Þ 2ç ç ëåêôñï í éêÞ

ð åñéï ÷Þ

2 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò õâ ñéä éó ì üò sp

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý Be



åí üò sêáé

åí üò psp p zsp


ôñï ÷éáêÜ

px

spy p z

pxs

py p z pyåíÝñ

ã åéá

39

Υβριδισμός του ΒΥβριδισμός του Βee στο στο BeH BeH22 . . 22/2/2


υβριδισμός υβριδισμός Δύο δεσμοί «σ»Be 2sp -1s H

40

Υβριδισμός του Ν στο ΝΥβριδισμός του Ν στο Ν2 2 . . 1/21/2


Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý Í2 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò

õâ ñéä éó ì üò sp

1ç ç ëåêôñï í éêÞ

ð åñéï ÷Þ

N N

2ç ç ëåêôñï í éêÞ

ð åñéï ÷Þ



åí üò sêáé

åí üò psp p zsp


ôñï ÷éáêÜ

pxs

py p zpy

åíÝñ

ã åéá

41

Υβριδισμός του Ν στο ΝΥβριδισμός του Ν στο Ν2 2 . . 2/22/2


σ

ππ

Ένας δεσμός «σ» 2sp -2spΔύο δεσμοί «π» 2p -2p

μη δεσμικό ζεύγος e


42

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý Í4 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò


ôÝó ó åñéò çëåêôñï í éêÝò

ð åñéï ÷Ýò

N

H

H H

Υβριδισμός του Ν στην ΝΗΥβριδισμός του Ν στην ΝΗ33. . 1/21/2


õâñéäéó ì üòôåó ó Üñù íôñï ÷éáêþ í

åí üò sêáé

ôñéþ í psp 3


ôñï ÷éáêÜ

px

sp y p z

åíÝ ñ

ã åé á

sp3 sp3sp3

43

Υβριδισμός του Ν στην ΝΗΥβριδισμός του Ν στην ΝΗ33. . 2/22/2


3 δεσμοί «σ»2sp3 -1s

σσ σ


107,5ο αντί 109,5ο

λόγω της ύπαρξηςενός μη δεσμικού

ζεύγους ηλεκτρονίων.

©© Dio Kos Dio Kos 20052005

C C C

H

H

H

H H

H

Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π»Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π»τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

1

23

4

44


C O

H

CH

H

H

1

2

3 4

45



H C N

123

4

46



C O

O

CH

H

H H

1

2

3

4

5

6

47



C C C

H

H

H H

12

45 3

6

48



C C C

H

C

H

HH

H

H

1

2

45 3

6 7

49



C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

1

2

4

3

6

5

50


51

Περιπτώσεις υβριδισμούΠεριπτώσεις υβριδισμούspsp33d d και και sp sp33dd22

OOι περιπτώσεις αυτές δεν ανήκουν ι περιπτώσεις αυτές δεν ανήκουν στην εξεταστέα ύλη της Γ΄ λυκείουστην εξεταστέα ύλη της Γ΄ λυκείου

52

3d

3p

3s

ä éÝãåñó çP3d

3p

3s

3d

ð Ýí ôå 3sp 3d

õâ ñéä éó ì üò

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý P

P 5 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷Ýò õâ ñéä éó ì üò sp3dPCl

ClCl

Cl Cl

Παράδειγμα υβριδισμού Παράδειγμα υβριδισμού spsp33dd στον στον PCl PCl55 . . 1/31/3

53

Παράδειγμα υβριδισμού Παράδειγμα υβριδισμού spsp33dd στο στο PCl PCl55 . . 2/32/3

P

Cl

ÐÝí ôå ßä éï é ä åó ì ï ß "ó "

ì åôá î ý P (3sp 3d) êá é C l (3p)

Ôñéãù í éêÞä éð õñá ì éä éêÞ

ä éÜôá î ç .

Cl

ClCl

Cl

54

3p

3sCl

ôÝó ó åñá 3sp 3

õâñéä éó ì üò

MMία σωστότερη αντιμετώπιση ία σωστότερη αντιμετώπιση είναι να θεωρήσουμε ότι το είναι να θεωρήσουμε ότι το Cl Cl

έχει υποστεί υβριδισμό έχει υποστεί υβριδισμό spsp33 οπότε οπότε οι «σ» δεσμοί είναι οι «σ» δεσμοί είναι

PP (3sp3d) – ClCl (3sp3)

Παράδειγμα υβριδισμού Παράδειγμα υβριδισμού spsp33dd στον στον PCl PCl55 . . 3/33/3

55

3d

3p

3s

õâ ñéä éó ì üòS 3d

3p

3s

3d

Ýî é 3sp 3d2

ä éÝãåñó ç

Ðñüâ ëåø ç õâ ñéä éó ì ï ý S 6 ç ëåêôñï í éêÝò ð åñéï ÷ Ýò

õâ ñéä éó ì üò sp3d2

S6 ç ëåêôñï í éêÝò

ð åñéï ÷Ýò

Παράδειγμα υβριδισμού Παράδειγμα υβριδισμού spsp 33dd 22 στο στο SF SF66 . . 1/1/33

56


S

F

F

FF F

F

¸ î é ßä éï é ä åó ì ï ß "ó "

ì åôá î ý S (3sp 3d2) êá é F (2p )

Ï êôá åä ñéêÞ ä éÜôá î ç .

57

2p

2sF

ôÝó ó åñá 2sp 3

õâñéä éó ì üò

Όμοια με την περίπτωση τουΌμοια με την περίπτωση του PClPCl55 , σωστότερη , σωστότερη

αντιμετώπιση είναι να αντιμετώπιση είναι να θεωρήσουμε ότι το θεωρήσουμε ότι το F F έχει έχει

υποστεί υβριδισμό υποστεί υβριδισμό spsp33 οπότε οι οπότε οι «σ» δεσμοί είναι «σ» δεσμοί είναι

SS (3sp3d2) – F F (2sp3)


S

F

F

F

F

F

F

Documents

Diokos 3l5