Геометрия молекул
Что читать?
Геометрия
Стереохимия
Перхлорат калия
Гибридизация
Гибридизация
sp
sp
sp
sp2
sp2
sp2
sp3
sp3
sp3
dsp2
dsp3
d2sp3
Таблица гибридизации
Ориентация ГАО
Метод Гиллеспи (1953)
НП, СП
AB
AB2Ex
AB3Ex
AB4Ex
AB5Ex
AB6Ex
Таблица Геометрия частиц по Гиллеспи
Алгоритм
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Мостиковые атомы
Пример
Силикаты
Полярность молекул
Пример
1.77M
Категория: ХимияХимия

Геометрия молекул

1. Геометрия молекул

к.х.н., доц. Губанов Александр Иридиевич

2. Что читать?

Чупахин А. П. Общая химия. Химическая связь и строение вещества.
Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия.
Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия.
Глинка Н.Л. Общая химия.

3. Геометрия

• Геометрическое (пространственное) строение –
это взаимное расположение атомов в
многоатомной частице, характеризуемое
длинами и валентными углами – углами между
отрезками, соединяющими центры трех
ближайших атомов, один из которых – общий
(иначе – угол между двумя связями).

4. Стереохимия


Стереохимия (от греч. στερεός — твёрдый, пространственный), Структурная
химия — раздел химии о пространственном строении молекул и влиянии его
на химические свойства (статическая стереохимия) и на направление и
скорость
реакций
(динамическая
стереохимия).
Особенности
пространственного строения обнаруживаются в появлении стереоизомеров;
эти особенности влияют на скорость и направление химических
превращений, на физические свойства веществ, на характер их
физиологического действия и др.

5. Перхлорат калия

6. Гибридизация

Вода H2O
Метан СН4
Геометрия сероводорода H2S

7. Гибридизация

• Гибридизацией атомных орбиталей (ГАО)
называют «перемешивание» близких по
энергии АО.
• Причина в образовании максимально
возможного числа ковалентных связей и
минимизации отталкивания между
отрицательно заряженными электронными
парами (как образующими связи –
связывающими, так и не поделенными).
• Энергетически выгодно!

8. sp

• BeCl2

9. sp

10. sp

CO2

11. sp2

12. sp2

13. sp2

14. sp3

15. sp3

CH4

16. sp3

sp3-гибридизация атомов кислорода и азота в молекулах H2O и NCl3.
При гибридизации ЧИСЛО ГИБРИДНЫХ ОРБИТАЛЕЙ всегда
РАВНО ЧИСЛУ ИСХОДНЫХ АТОМНЫХ ОРБИТАЛЕЙ.

17. dsp2

Тип гибридизации dsp2 и плоскоквадратная форма комплекса реализуются
при образовании устойчивого диамагнитного комплекса
тетрацианоникколат(II)-иона [Ni(CN)4]2- (КЧ = 4):

18. dsp3

• Устойчивый диамагнитный комплекс
пентацианоникколат(II)-ион [Ni(CN)5]3имеет форму квадратной пирамиды:

19. d2sp3

• Октаэдрический комплекс
никеля(II) [Ni(H2O)6]2+, хотя и парамагнитен, но
достаточно устойчив. Его образование
обусловленоsp3d2-гибридизацией атомных
орбиталей никеля:

20. Таблица гибридизации

Гибридизация
sp
sp2
sp3
dsp2
dsp3
d2sp3
АО, участвующие в
гибридизации
Количество
ГАО
Геометрия
расположения
ГАО
Валентные углы,
(вг радусах)
s+px (или s+py,
s+pz)
s+px+ру(s и любые
две р)
s+px+ру+рz
s+px+ру+dx2-y2
s+px+ру+рz+dz2
2
Линейная
180
3
Треугольник
120
4
4
5
Тетраэдр
Квадрат
Тригональная
бипирамида
109
90
90; 120; 180
s+px+ру+рz+dx2y2+dz2
6
Октаэдр
90

21. Ориентация ГАО

22. Метод Гиллеспи (1953)

Роналд Джеймс Гиллеспи
родился
21 августа 1924 года, Лондон

23. НП, СП

• НП-НП – очень не выгодное соседство (90о)
• НП- СП – не выгодное соседство (90о)
• СП-СП – выгодное соседство (90о)

24.

25.

26. AB

27. AB2Ex

28. AB3Ex

29. AB4Ex

30. AB5Ex

31. AB6Ex

32. Таблица Геометрия частиц по Гиллеспи

СЧ
Тип
2
3
АХ2Е0
АХ3Е0
АХ2Е1
4
АХ4Е0
АХ3Е1
АХ2Е2
Расположение
ЭП
Линейное
Треугольное
Геометрия частицы
Тетраэдрическое
Тетраэдрическая
Пирамидальная
Угловая
АХ5Е0
Линейная
Треугольная
Угловая
ТБП
5
АХ4Е1
По ТБП
АХ3Е2
6
АХ2Е3
АХ6Е0
АХ5Е1
Искажённая тетраэдрич.
(«ходули»)
«Т»-образная
Линейная
Октаэдрическое
Октаэдрическая
Квадратнаяпирамида
Валентные
углы
180°
120°
120°
109°
109°
109°
90° (6)*, 120°
(3), 180° (1)
Примеры
BeF2, CO2
BF3, SO3
SnCl2, SO2
CH4, SO4 2−
H3O+, SO3 2−
H2O, ClO2 2−
PF5, SiF5 −
90° (3), 120°
(1), 180° (1)
SF4, IOCl3
90°(2), 180°(1)
ClF3, XeOF2
180°
90°
90°
ICl2 −, XeF2
SF6, PCl6 −
ClF5, TeCl5 −

33.

34. Алгоритм

Алгоритм определения геометрии частицы по методу Гиллеспи (рассмотрим на
примере SО2):
1. Исходя из электронных конфигураций атомов (S [Ne]3s23р4, О [He]2s22p4)
определить их ковалентность: 2, 4 или 6 для S и 2 для О.
2. Из значений ковалентностей построить структурную формулу, т. е. определить
строение частицы: число и расположение σ- и π- связей. О=S=О.
3. Определить число не поделенных пар центрального атома. Молекула типа АХ2Е1.
Вариант 1. Смотрим таблицу
Вариант 2. Таблицы нет.
Найти стерическое число (СЧ = 2+ 1 =3) и задаваемое им расположение ЭП: по
вершинам правильной фигуры расположить НП так, чтобы отталкивание НП-НП и
НП-СП было минимальным.

35.

Влияние кратности связей

36. Пример 1

37. Пример 2

38. Пример 3

39. Мостиковые атомы

40. Пример

41. Силикаты

42. Полярность молекул

43. Пример

English     Русский Правила