Taqdimotlarni oldindan ko‘rishdan foydalanish uchun Google hisobini (hisobini) yarating va tizimga kiring: https://accounts.google.com

Slayd sarlavhalari:

Gibridlanish atom orbitallari

Linus Karl Pauling

Atom orbitallarining gibridlanishi - orbitallarning yanada samarali qoplanishiga erishish uchun kovalent bog'lanish hosil bo'lganda atom orbitallarining shakli va energiyasining o'zgarishi.

Bir oz boshqacha energiyaga ega bo'lgan turli xil orbitallar mos keladigan miqdordagi gibrid orbitallarni hosil qiladi. Gibrid orbitallar soni duragaylanishda qatnashgan atom orbitallari soniga teng. Gibrid orbitallar elektron bulut shakli va energiya jihatidan bir xil.

Gibridlanish nafaqat elektronlarni, balki taqsimlanmagan elektron juftlarini ham o'z ichiga oladi.

Atom orbitallari bilan solishtirganda gibrid orbitallar hosil bo'lish yo'nalishi bo'yicha ko'proq cho'zilgan kimyoviy bog'lanishlar va shuning uchun elektron bulutlarning yaxshiroq bir-biriga yopishishiga olib keladi.

Gibrid orbital yadroning bir tomonida boshqa tomoniga qaraganda ko'proq cho'zilgan.

Koord. soni Gibridlanish turi Markaziy atomi gibridlanishga uchragan molekulaning fazoviy konfiguratsiyasi Molekuladagi atomlarning joylashishi Birikmalarga misollar 2 sp Chiziqli BeCl 2 , CO 2 , HCN 3 sp 2 Trigonal BF 3 , BCl 3 , NOgI 3 - , CdCl 3 - 4 sp 3 Tetraedral CH 4, CCl 4, XeO 4, HgI 4 -,

sp gibridlanish - bir s va bitta p elektronning atom orbitallari ishtirok etadigan duragaylanish.

Gibridlanish jarayonida bir-biriga 180 ° burchak ostida yo'naltirilgan 2 gibrid orbital hosil bo'ladi.

Orbitallarning sp gibridlanishi tushunchasini BeH 2 molekulasining chiziqli shaklini tushuntirish uchun qo'llash mumkin, bunda berilliy atomi gibrid sp orbitallari tomonidan hosil bo'ladi.

Beriliy ftorid molekulasining hosil bo'lishi. Ushbu molekulaning bir qismi bo'lgan har bir ftor atomida kovalent bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadigan bitta juftlashtirilmagan elektron mavjud.

Qo'zg'atmagan holatda berilliy atomida juftlashtirilmagan elektronlar bo'lmaydi: Shuning uchun kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etish uchun berilliy atomi qo'zg'aluvchan holatga o'tishi kerak:

ba'zi energiya sarflanishi bilan berilliy atomining dastlabki s - va p-orbitallari o'rniga ikkita ekvivalent gibrid orbitallar (sp - orbitallar) hosil bo'lishi mumkin.

Misollar kimyoviy birikmalar, ular sp-gibridlanish bilan tavsiflanadi: BeCl 2, BeH 2, CO, CO 2, HCN, karbin, atsetilenik uglevodorodlar (alkinlar).

sp 2 -gibridlanish - gibridlanish, bunda bir s - va ikkita p-elektronning atom orbitallari ishtirok etadi.

Gibridlanish natijasida bir xil tekislikda bir-biriga 120 ° burchak ostida joylashgan uchta gibrid sp 2 orbitallari hosil bo'ladi.

Gibridlanishning bu turi BCl 3 molekulasida kuzatiladi.

sp 2 - bor ftorid molekulasida bor atomining gibridlanishi. Bu erda asl o'rniga qo'zg'atilgan bor atomining s - va ikkita p-orbitali

uchta ekvivalent sp 2 orbital hosil bo'ladi. Shuning uchun molekula muntazam uchburchak shaklida qurilgan, uning markazida bor atomi, uchlarida esa ftor atomlari joylashgan.

Sp 2 gibridlanishi kuzatiladigan birikmalarga misollar: SO 3, BCl 3, BF 3, AlCl 3, CO 3 2-, NO 3 -, grafit, etilen uglevodorodlar (alkenlar), karboksilik kislotalar va aromatik uglevodorodlar (arenlar).

sp 3 - gibridlanish - gibridlanish, bunda bitta s - va uchta p-elektronning atom orbitallari ishtirok etadi.

To'rtta sp 3 gibrid orbitallari kosmosda 109°28" burchak ostida nosimmetrik yo'naltirilgan.

molekulaning fazoviy konfiguratsiyasi har doim ham tetraedrga to'g'ri kelmaydi, bu molekuladagi atomlar soniga bog'liq. Bunga suv va ammiak NH 3 molekulalari misol bo'la oladi.

Azot atomining valentligi III, uning tashqi sathidagi beshta elektron to'rtta orbitalni egallaydi, ya'ni duragaylanish turi sp 3, ammo kimyoviy bog'lanishda faqat uchta orbital qatnashadi. Bir tepasi bo'lmagan tetraedr piramidaga aylanadi. Shuning uchun ammiak molekulasi molekulaning piramidal shakliga ega, bog'lanish burchagi 107 ° 30 ' ga qadar buziladi.

suv molekulasidagi kislorod sp 3 gibrid holatda bo'lib, molekulaning shakli burchakli, bog'lanish burchagi 104 ° 27'.

Sp 3 gibridlanishi bilan tavsiflangan birikmalarga misollar: H 2 O, NH 3, POCl 3, SO 2 F 2, SOBr 2, NH 4+, H 3 O +, olmos, toʻyingan uglevodorodlar (alkanlar, sikloalkanlar).

Davomi. Boshlanish uchun qarang № 15, 16/2004

5-dars
uglerodning atom orbitallari

Kovalent kimyoviy bog'lanish quyidagi turdagi umumiy bog'lanish elektron juftlari yordamida hosil bo'ladi:

Kimyoviy bog'lanish hosil qiling, ya'ni. faqat juftlashtirilmagan elektronlar boshqa atomdan "begona" elektron bilan umumiy elektron juftini yaratishi mumkin. Elektron formulalarni yozishda juftlashtirilmagan elektronlar orbital hujayrada birin-ketin joylashadi.
atom orbitali atom yadrosi atrofidagi fazoning har bir nuqtasida elektron bulutining zichligini tavsiflovchi funksiya. Elektron buluti - bu katta ehtimollik bilan elektronni topish mumkin bo'lgan fazo hududi.
Uglerod atomining elektron tuzilishini va bu elementning valentligini uyg'unlashtirish uchun uglerod atomining qo'zg'alish tushunchalari qo'llaniladi. Oddiy (qo'zg'atmagan) holatda uglerod atomida ikkita juftlashtirilmagan 2 mavjud R 2 elektron. Hayajonlangan holatda (energiya so'rilganda) 2 dan biri s 2-elektron erkin o'tishi mumkin R-orbital. Keyin uglerod atomida to'rtta juftlashtirilmagan elektron paydo bo'ladi:

Buni eslang elektron formula atom (masalan, uglerod 6 C - 1 uchun s 2 2s 2 2p 2) harflar oldidagi katta raqamlar - 1, 2 - energiya darajasining sonini ko'rsatadi. Xatlar s Va R elektron bulutining (orbitallarning) shaklini ko'rsatadi va harflar ustidagi o'ngdagi raqamlar ma'lum bir orbitaldagi elektronlar sonini ko'rsatadi. Hammasi s- sharsimon orbitallar:

2 dan tashqari ikkinchi energiya darajasida s-uchta orbital bor 2 R-orbitallar. Bular 2 R-orbitallar dumbbelllarga o'xshash ellipsoid shaklga ega va fazoda bir-biriga 90 ° burchak ostida yo'naltirilgan. 2 R-Orbitallar 2 ni bildiradi p x, 2r y va 2 pz bu orbitallar joylashgan o'qlarga ko'ra.

Kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lganda, elektron orbitallar bir xil shaklga ega bo'ladi. Ha, ichida to'yingan uglevodorodlar aralashgan s-orbital va uchta R- to'rtta bir xil (gibrid) hosil qiluvchi uglerod atomining orbitallari sp 3-orbitallar:

Bu - sp 3 - duragaylash.
Gibridlanish- atom orbitallarini tekislash (aralashtirish) ( s Va R) yangi atom orbitallarini hosil qilish bilan, deyiladi gibrid orbitallar.

Gibrid orbitallar biriktirilgan atom tomon cho'zilgan assimetrik shaklga ega. Elektron bulutlar bir-birini qaytaradi va kosmosda bir-biridan imkon qadar uzoqda joylashgan. Shu bilan birga, to'rtta o'qlari sp 3-gibrid orbitallar tetraedr cho'qqilariga (muntazam uchburchak piramida) yo'naltirilgan bo'lib chiqadi.
Shunga ko'ra, bu orbitallar orasidagi burchaklar tetraedral bo'lib, 109 ° 28" ga teng.
Elektron orbitallarning tepalari boshqa atomlarning orbitallari bilan ustma-ust tushishi mumkin. Agar elektron bulutlar atomlarning markazlarini bog'laydigan chiziq bo'ylab bir-birining ustiga tushsa, bunday kovalent bog'lanish deyiladi. sigma()-bog'. Masalan, C 2 H 6 etan molekulasida ikkita gibrid orbitalning ustma-ust tushishi natijasida ikki uglerod atomi o‘rtasida kimyoviy bog‘ hosil bo‘ladi. Bu aloqa. Bundan tashqari, uglerod atomlarining har biri uchtasi bilan sp 3-orbitallar bilan ustma-ust tushadi s-uchta vodorod atomining orbitallari, uchta -bog'lar hosil qiladi.

Hammasi bo'lib, uglerod atomi uchun har xil turdagi gibridlanishga ega bo'lgan uchta valentlik holati mumkin. Bundan tashqari sp 3-gibridlanish mavjud sp 2 - va sp- gibridlanish.
sp 2 -Gibridlanish- birini aralashtirish s- va ikkita R-orbitallar. Natijada, uchta gibrid sp 2 - orbitallar. Bular sp 2 -orbitallar bir tekislikda joylashgan (o'qlar bilan X, da) va orbitallari orasidagi burchak 120° boʻlgan uchburchakning uchlariga yoʻnaltirilgan. gibridlanmagan
R-orbital uch gibrid tekisligiga perpendikulyar sp 2 orbital (o'q bo'ylab yo'naltirilgan z). Yuqori yarmi R-orbitallar tekislik ustida, pastki yarmi tekislik ostida joylashgan.
Turi sp Uglerodning 2-gibridlanishi qoʻsh bogʻli birikmalarda sodir boʻladi: C=C, C=O, C=N. Bundan tashqari, ikkita atom orasidagi bog'lanishlardan faqat bittasi (masalan, C=C) bog' bo'lishi mumkin. (Atomning boshqa bog'lovchi orbitallari qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilgan.) Ikkinchi bog'lanish gibrid bo'lmaganlarning bir-biriga yopishishi natijasida hosil bo'ladi. R-atomlar yadrolarini tutashtiruvchi chiziqning ikki tomonidagi orbitallar.

Kovalent bog'lanish lateral qoplama natijasida hosil bo'ladi R-qo'shni uglerod atomlarining orbitallari deyiladi pi()-bog’.

Ta'lim - kommunikatsiyalar

Orbitallarning bir-birining ustiga tushishi kamroq bo'lganligi sababli, -bog' -bog'ga qaraganda kamroq kuchli.
sp-Gibridlanish birining aralashishi (shakl va energiya bo'yicha hizalanish). s- va bitta
R-ikki gibrid hosil bo'lgan orbitallar sp-orbitallar. sp- Orbitallar bir xil chiziqda (180 ° burchak ostida) joylashgan va yo'naltirilgan qarama-qarshi tomonlar uglerod atomining yadrosidan. Ikki
R-orbitallar gibridlanmagan holda qoladi. Ular bir-biriga perpendikulyar joylashtiriladi.
yo'nalishlar - ulanishlar. Rasmda sp-orbitallar o'q bo'ylab ko'rsatilgan y, va gibridlanmagan ikkita
R-orbitallar - o'qlar bo'ylab X Va z.

CC uch karrali uglerod-uglerod aloqasi bir-birining ustiga chiqqanda paydo bo'ladigan -bog'dan iborat
sp-gibrid orbitallar va ikkita -bog'lar.
Uglerod atomining biriktirilgan guruhlar soni, gibridlanish turi va hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanish turlari kabi parametrlari o'rtasidagi bog'liqlik 4-jadvalda ko'rsatilgan.

4-jadval

Uglerodning kovalent aloqalari

Guruhlar soni bog'liq uglerod bilan	Turi gibridlanish	Turlari ishtirok etish kimyoviy bog'lanishlar	Murakkab formulalarga misollar
4	sp 3	To'rt - ulanishlar
3	sp 2	Uch - ulanishlar va biri ulanish
2	sp	Ikki - ulanish va ikkita ulanish	H-CC-H

Mashqlar.

1. Atomlarning qanday elektronlari (masalan, uglerod yoki azot) juftlashtirilmagan deb ataladi?

2. Kovalent bog'lanishga ega bo'lgan birikmalarda "umumiy elektron juftlari" tushunchasi nimani anglatadi (masalan, CH 4 yoki H 2 S )?

3. Atomlarning elektron holatlari qanday (masalan, C yoki N ) asosiy deyiladi va qaysi biri hayajonlanadi?

4. Atomning elektron formulasidagi raqamlar va harflar nimani anglatadi (masalan, C yoki N )?

5. Atom orbitali nima? C atomining ikkinchi energiya darajasida nechta orbital bor va ular qanday farq qiladi?

6. Gibrid orbitallar va ular hosil bo'lgan dastlabki orbitallar o'rtasidagi farq nima?

7. Uglerod atomi uchun gibridlanishning qanday turlari ma'lum va ular nima?

8. Uglerod atomining elektron holatlaridan biri uchun orbitallarning fazoviy joylashuvi rasmini chizing.

9. Kimyoviy bog'lanishlar qanday nomlanadi va nima? Belgilang-Va-ulanishlardagi ulanishlar:

10. Quyidagi birikmalarning uglerod atomlari uchun quyidagilarni ko'rsating: a) duragaylanish turi; b) uning kimyoviy bog'lanish turlari; c) bog'lanish burchaklari.

1-mavzu uchun mashqlarga javoblar

5-dars

1. Har bir orbitalda bitta bo'lgan elektronlar deyiladi juftlanmagan elektronlar. Masalan, qo'zg'atilgan uglerod atomining elektron diffraktsiya formulasida to'rtta juftlashtirilmagan elektron mavjud va azot atomida uchta:

2. Bitta kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadigan ikkita elektron deyiladi umumiy elektron juftligi. Odatda, kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishidan oldin, bu juft elektronlardan biri bitta atomga, ikkinchi elektron esa boshqa atomga tegishli edi:

3. Elektron orbitallarni to'ldirish tartibi kuzatiladigan atomning elektron holati: 1 s 2 , 2s 2 , 2p 2 , 3s 2 , 3p 2 , 4s 2 , 3d 2 , 4p 2 va boshqalar deb ataladi asosiy davlat. IN hayajonlangan holat atomning valent elektronlaridan biri ko'proq bo'lgan erkin orbitalni egallaydi yuqori energiya, bunday o'tish juftlashgan elektronlarning ajralishi bilan birga keladi. Sxematik tarzda u quyidagicha yozilgan:

Agar asosiy holatda ikkita valentlik juftlanmagan elektron mavjud bo'lsa, qo'zg'atilgan holatda to'rtta shunday elektron mavjud.

5. Atom orbitali - ma'lum atom yadrosi atrofidagi fazoning har bir nuqtasida elektron bulutining zichligini tavsiflovchi funktsiya. Uglerod atomining ikkinchi energiya darajasida to'rtta orbital mavjud - 2 s, 2p x, 2r y, 2pz. Bu orbitallar:
a) elektron bulutning shakli ( s- to'p, R- gantel);
b) R-orbitallar fazoda turli orientatsiyaga ega - o'zaro perpendikulyar o'qlar bo'ylab x, y Va z, ular belgilanadi p x, r y, pz.

6. Gibrid orbitallar shakli va energiyasi bilan asl (gibrid bo'lmagan) orbitallardan farq qiladi. Masalan, s-orbital - sharning shakli; R- simmetrik sakkiz raqam, sp-gibrid orbital - assimetrik sakkiz raqam.
Energiya farqlari: E(s) < E(sp) < E(R). Shunday qilib, sp-orbital - boshlang'ichni aralashtirish natijasida olingan shakli va energiyasi bo'yicha o'rtacha orbital s- Va p-orbitallar.

7. Uglerod atomi uchun gibridlanishning uch turi ma'lum: sp 3 , sp 2 va sp (5-dars matniga qarang).

9. -bog' - atomlar markazlarini tutashtiruvchi chiziq bo'ylab orbitallarning frontal qoplanishi natijasida hosil bo'lgan kovalent bog'.
-bog' - lateral qoplanish natijasida hosil bo'lgan kovalent bog'lanish R-atomlar markazlarini tutashtiruvchi chiziqning ikki tomonidagi orbitallar.
- Bog'lanishlar bog'langan atomlar orasidagi ikkinchi va uchinchi chiziqlar bilan ko'rsatilgan.

Mavzu bo'yicha kimyo darsi:

Elektron orbitallarning gibridlanishi. Molekulalar geometriyasi

Ushbu dars 11-sinf o'quvchilari uchun mo'ljallangan.sadasturi bo'yicha kimyo fanidan tahsil olayotgan talabalar Gabrielyan O.S. darsligi bo'yicha “Kimyo. 11-sinf”, mualliflar O.S.Gabrielyan va boshqalar “Drofa” nashriyoti, 2006 yil”.

Ushbu ishlanmaning ko'p qirraliligi shundan iboratki, uni umumiy ta'lim va ixtisoslashtirilgan sinflarda boshqa mualliflarning dasturlari bo'yicha ishlaydigan o'qituvchilar muvaffaqiyatli qo'llashlari mumkin.

Taqdim etilgan ish quyidagilarni o'z ichiga oladi: texnologik xarita 11-sinfda kimyo darsi ilovalar va elektron taqdimotlar bilan. Ishning o'ziga xosligi taqdimotdagi interfaol qo'shimchalar, Internet ma'lumotlaridan foydalanish va shu bilan birga dars davomida Internetdan mustaqillik bilan belgilanadi. Turli manbalardan kiritilgan illyustratsiyalar, ularning uyg‘unligi va taqdim etish uslubi darsda fanlararo aloqalarni to‘liq amalga oshirish, ilmiy dunyoqarashni shakllantirish, o‘quvchilarda go‘zallikka muhabbat uyg‘otish imkonini beradi.

Rivojlanish sifatida foydalanish mumkin Asboblar to'plami. U yangi boshlanuvchi kimyo o'qituvchisiga, shuningdek, tanishtiruvchi o'qituvchiga yordam berish uchun mo'ljallangan axborot texnologiyalari kimyo o'qitishda.

Dars maqsadlari:

Organik, murakkab noorganik moddalar va uglerodning allotropik modifikatsiyalari uchun gibridlanish jarayonining universal xarakterini ochib berish.

Molekulalar geometriyasining elektron orbitallarning gibridlanish turiga, moddalar xossalarining esa molekulalar geometriyasiga bog'liqligini ko'rsating.

Talabalar e'tiborini tabiatning asosiy qonunlari va molekulalarning strukturaviy xususiyatlarining dunyodagi mavjud tartib va ​​go'zallikka ta'siriga qaratish.

Uskunalar: Kompyuter, multimedia proyektori, ekran, elektron taqdimot. Metan, pentan, grafit, olmos, etilen, atsetilen molekulalarining shar va tayoqcha modellari, sharlardan yasalgan molekulalar modellari, tetraedr va uchburchak piramidaning geometrik modellari. "Uglerodning allotropik modifikatsiyalari" ko'rgazmali jadvali, molekulalar va kristallar tasvirlangan fotosuratlar, talabalarning hisobotlari, L. Pauling portreti.

Dars rejasi

I. Elektron orbitallarning gibridlanishining mohiyati, uning mexanizmi.

II. Masala tarixidan. Pauling L. - XX asrning buyuk kimyogari, uning molekulalarning tuzilishini o'rganish va tavsiflashdagi xizmatlari.

III. Organik va noorganik moddalar molekulalarining geometriyasi quyidagilarga bog'liq:

sp 3 __ duragaylash;

sp 2 __ duragaylash;

sp - duragaylash.

Dars uchun vazifa: uglerod atomining elektron orbitallarining gibridlanishini, kimyoviy bog'lanish xususiyatlarini takrorlang. 1 nafar talaba “L.Pauling hayoti va ijodi” elektron taqdimot tayyorlamoqda.

Kengashni bezash

Darsning borishi

I. Tashkiliy vaqt . Slayd raqami 1.

II. Uy vazifasi suhbati (6 min). 2-slayd, doskadagi moddalar formulalari.

O'tgan darsda kovalent bog'lanishning qanday xossalarini o'rgandik? (uzunlik, E, kuch, to'yinganlik)

Bog'lanish uzunligi nima va u nimaga bog'liq? (atomning kattaligiga va bog'larning ko'pligiga qarab)

Bog'lanish energiyasi nima va u nimaga bog'liq? (bog'ni uzish uchun zarur bo'lgan energiya miqdori; bog'lanish kuchiga bog'liq)

Bog'lanish kuchi nima va u nimaga bog'liq? (qaysi ulanishda ?, yoki ?, va qaysi bulutlar bir-biriga yopishadi - gibrid yoki gibrid bo'lmagan)

Kovalent bog'lanishning xossalari qanday bog'liq? (uzunligi qancha uzun bo'lsa, kuch va energiya shunchalik past bo'ladi)

Vodorod galogenid molekulalarida bog'lanish uzunligi qanday o'zgaradi (taxtada - 1-ustunga qarang) va nima uchun? (atom kattalashgan sari ortadi)

Berilgan bog'lanishlardan qaysi biri (taxtada) eng kuchli? (HF)

Vodorod galogenidlari suvda eritilib, kislotalar hosil qiladi. Ushbu kislotalarning qaysi biri eng kuchli va nima uchun? (HJ, chunki kislotalilik H ni chiqarish qobiliyatidir + , HJ eng zaif aloqaga ega)

Qaysi kislota eng kuchsiz? (HF - gidroflorik kislota, shishani eritadi)
Xulosa : Moddaning xossalari ularni hosil qiluvchi atomlarning hajmiga bog'liq.

Uglevodorodlar qatorida bog‘lanish kuchi qanday o‘zgaradi (taxtadagi 2-ustunga qarang) va u nimaga bog‘liq? (yuqoridan pastga qarab, bog'lanish kuchi ortadi, chunki ko'plik ortadi va uzunlik kamayadi)

Bu moddalarning xususiyatlariga qanday ta'sir qiladi? (faqat?-bog'li alkanlar uchun o'rin almashish reaksiyalari,?-bog'li alkenlar uchun - qo'shimchalar, alkinlar uchun - qo'shilish reaktsiyalari va vodorod atomlarining uchlik bog'lanishdagi o'rnini bosish reaktsiyalari xarakterlidir)

Xlor, kislorod, azot oddiy moddalar molekulalari misolida (doskada - 3-ustunga qarang) ularning molekulalarining tuzilishi ularning xususiyatlariga qanday ta'sir qilishini tushuntiring. (erkin xlor topilmaydi - bitta bog', havoda kislorod 21% - qo'sh bog', azot havoda 78%, inert modda - uch aloqa)
Xulosa : Organik va noorganik moddalarning xossalari bog'larning ko'pligiga bog'liq.

Bog'larning to'yinganligi moddalarning xususiyatlariga qanday ta'sir qiladi (taxtada - 4-ustunga qarang) (metanda to'yinmagan bog'lar yo'q, ammiak va suvda to'yinmagan aloqalar mavjud, shuning uchun ular dipoldir).
Xulosa : Moddalarning xossalari kovalent bog'lanish xususiyatlariga bog'liq.

II. O'qish yangi mavzu

№ pp

Xulosa . Biz Rossiyada yashayotganimizdan faxrlansak arziydi, u yerda dunyoga mashhur kimyogarlar, olimlar yashab ijod qilgan. Bular Lomonosov M.V. - ensiklopedik olim, Mendeleyev D.I. - davriy qonun yaratuvchisi, Borodin A.P. - kimyogar va bastakor, Butlerov A.M. - organik birikmalar tuzilishi nazariyasini yaratuvchisi, Lebedev S.V. - Rossiyada 1-sun'iy kauchuk yaratuvchisi va boshqalar. kimyo fanining rivojlanishiga katta hissa qo'shganlar. Lekin biz ham katta hurmat boshqa mamlakatlar olimlariga murojaat qilishlari kerak va ular orasida dunyoga mashhur olim bo'lgan Linus Pauling ham bor va u haqida har bir bilimdon kishi bilishi kerak.

evristik suhbat. O'qituvchi organik moddalar (uglevodorodlar) va noorganik moddalar (kremniy, azot, kislorod, bor, berilliy birikmalari; uglerodning allotropik modifikatsiyalari) molekulalarining tuzilishi misolidan foydalanib, "gibridlanish" tushunchasining universalligini ko'rsatadi. molekulalar geometriyasining duragaylanishga, moddalar xossalarining esa molekulalar geometriyasiga bog'liqligi. Suhbat davomida talabalar noorganik moddalar molekulalarining geometriyasi va ularning xossalariga taqsimlanmagan elektron juftlarining ta'siri bilan tanishadilar.

IV. Uy vazifasi : §7, daftardagi eslatmalar, testga tayyorgarlik ko'ring (qarang. ).

Foydalanilgan manbalar ro'yxati :

Gabrielyan O.S. va hokazo. O'qituvchining qo'llanmasi. Kimyo. 11-sinf: Soat 2 da - M .: Bustard, 2003 yil.

Ilchenko V.R. Fizika, kimyo va biologiyaning chorrahasi. - M.: Ma'rifat, 1986 yil.

CD" virtual maktab Kiril va Metyus” Biologiya darslari. Hayvonlar.

CD "Kiril va Metyusning virtual maktabi" Biologiya darslari. Umumiy biologiya.

CD "Kiril va Metyusning virtual maktabi" Kimyo darslari. 10-11 sinflar.

Atom paydo bo'lganda faktlarni tushuntirish Ko'proq bog'lanishlar uning asosiy holatidagi juftlanmagan elektronlar sonidan (masalan, uglerod atomi) energiyaga yaqin atom orbitallarining gibridlanish postulatidan foydalaniladi. AO gibridizatsiyasi kovalent bog'lanish hosil bo'lganda sodir bo'ladi, agar samaraliroq orbital qoplamaga erishilsa. Uglerod atomining gibridlanishi uning qo'zg'alishi va elektronning 2s-dan 2p-AO ga o'tishi bilan birga keladi:

Energiyada katta farqga ega bo'lgan AO (masalan, 1s va 2p) gibridlanishga kirmaydi. Gibridlanishda ishtirok etadigan p-AOlar soniga qarab, gibridlanishning quyidagi turlari mumkin: uglerod va azot atomlari uchun sp3, sp2 va sp; kislorod atomi uchun - sp3, sp2; halogenlar uchun - sp3.

sp3-gibrid orbitallarning o'qlari muntazam tetraedrning uchlariga yo'naltirilgan. Ularning orasidagi tetraedral burchak 109 ° 28" ni tashkil qiladi, bu eng kichik elektron itarilish energiyasiga to'g'ri keladi.

Sp2 gibridlanishi (trigonal planar) Bir s- va ikkita p-orbital aralashib, bir tekislikda 120° burchak ostida joylashgan uchta ekvivalent sp2 gibrid orbitallarini hosil qiladi.Ular uchta s-bog' hosil qilishi mumkin. Uchinchi p-orbital gibridlanmagan bo'lib qoladi va gibrid orbitallar tekisligiga perpendikulyar yo'naltirilgan. Bu p-AO p-bog'ning hosil bo'lishida ishtirok etadi.

Ushbu dars sizga “Molekulalar geometriyasi” mavzusi haqida tushuncha olishga yordam beradi. Gibridlanish nazariyasi haqida tushuncha. Organik, murakkab noorganik moddalar va uglerodning allotropik modifikatsiyalari uchun gibridlanish jarayonining universal tabiati ochib beriladi. Siz molekulalar geometriyasining elektron orbitallarning gibridlanish turiga va moddalarning xossalarining molekulalar geometriyasiga bog'liqligi haqida bilib olasiz.

Mavzu: Organik kimyoga kirish

Dars: Molekulalar geometriyasi. Gibridlanish nazariyasi haqida tushuncha

yagona bog'langan molekulalar misolida

Tashqi daraja yerdagi (qo'zg'atmagan) uglerod atomi 2s 2 2p 2 formulasi yoki sxema bo'yicha tavsiflanadi:

2 s

Ushbu bino o'ziga xoslik uchun old shartlarni o'z ichiga oladi simmetriya To'rt elektron uchun to'liq 4 ta orbital mavjud. 19-asrning oʻrtalarida nemis olimi Fridrix Kekule toʻgʻri taklif qilgan edi. organik birikmalar uglerodning valentligi to'rtga teng.

Atomning elektron tuzilishi nuqtai nazaridan buni quyidagicha izohlash mumkin:

2s-orbitaldan bitta elektron 2p-orbitalga "sakradi", uglerod atomi esa qo'zg'alish deb ataladigan holatga o'tadi:

Atomning qo'zg'aluvchan holati uglerod 2s 1 2p 3:

2 s

uglerod atomining 4 hosil bo'lishiga imkon beradi kovalent aloqalar almashinuv mexanizmi orqali.

Uchta p-orbital an'anaviy ravishda bir-biriga o'zaro perpendikulyar "gantellar" shaklida tasvirlangan va s-orbital to'p shaklida. Uchta p-elektron aloqasi bir-biriga 90 ° da bo'lishi kerak va s-elektron bog'idan sezilarli darajada uzunroqdir. Ammo metan CH 4 nosimmetrik tetraedrdir.

1874 yilda, bu mumkin bo'lganidan ko'p yillar oldin to'g'ridan-to'g'ri ta'rif molekulalarning tuzilishi, Jeykob Henrik van't Xoff (1852-1911) Utrext universiteti talabasi bo'lib, birikmalardagi uglerod atomi tetraedral tuzilishga ega ekanligini ta'kidladi. Metan molekulasining tuzilishi CH 4 - muntazam tetraedr markazida uglerod atomi bilan. Valentlik burchaklari H-C-H aloqalari 109 ga 28 ga teng.

Soddalashtirilgan tushuntirish: uglerodning tashqi darajasining barcha orbitallari energiya va shaklda tekislanadi, aralashtiriladi, ya'ni. bir xil gibrid orbitallarni hosil qilish uchun "gibridlanish". Rasmga qarang. 1.

Guruch. 1. Gibridlanish - kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lishida elektron bulutlarning aralashishi

Aralashtirish bir s-orbitallar va uch p-orbitallar beradi to'rt sp 3-markazda C atomi bo'lgan tetraedr burchaklarida cho'zilgan gibrid orbitallar. Metan tarkibidagi uglerod sp 3 gibridlanish holatidadir. Guruch. 2.

Guruch. 2. Metanning tuzilishi

Ammiakning tuzilishi

Xuddi shu tarzda, azot atomining to'rtta orbitali gibridlanadi ammiak molekulasi NH 3: Azot atomining tashqi sathida 5 ta elektron bor. Demak, bitta sp 3 orbitalda yolg'iz elektron juft, qolgan uchtasida esa elektron juft bo'ladi. N-H aloqalari. Barcha to'rt elektron juftlik buzilgan tetraedrning burchaklarida joylashgan (yakka juftlikning elektron buluti bog'lovchi juftlikdan kattaroqdir). Guruch. 3

Guruch. 3. Ammiakning tuzilishi

Suvning tuzilishi

Kislorod atomining tashqi sathida 6 ta elektron mavjud. Shuning uchun ikkita sp 3 orbitalda yolg'iz elektron juftlari, qolgan ikkitasida elektron juftlari joylashgan. OH obligatsiyalari. Molekula burchakli tuzilishga ega. Guruch. 4.

Guruch. 4. Suvning tuzilishi

Molekulalar tuzilishini bunday tahlil qilishda elektron juftlarning fazoda joylashish geometriyasi va kimyoviy bog'lanishlar geometriyasini chalkashtirmaslik kerak. Biz ammiak va suvda barcha elektron juftlar kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etmasligini ko'ramiz.

Molekulalar yoki kimyoviy bog'lanishlar geometriyasi bo'linmagan elektron juftlarining joylashishini tasvirlamasdan, atomlarning kosmosdagi joylashishini aniq ko'rib chiqadi. Gibrid orbitallarning elektron bulutlari imkon qadar bir-birini itarishga harakat qiladi. Agar to'rtta bulut bo'lsa, ular tetraedrning burchaklarida ajralib chiqadi, uchtasi - ular 120 ° burchak ostida tekislikda joylashgan bo'ladi.

Molekulaning tuzilishiBF 3

Bor atomining tashqi sathida 3 ta elektron mavjud. Bog'lar hosil bo'lganda, bor, xuddi uglerod kabi, hayajonlangan holatga o'tadi. Elektronlarga ega bo'lgan bitta s- va ikkita p-orbitallar gibridlanadi, uchta bir xil sp 2 gibrid orbitallarni hosil qiladi, markazda bor atomi bo'lgan teng qirrali uchburchakning burchaklarida joylashgan. Guruch. 5

Guruch. 5. Uch bor ftoridlarning tuzilishi

Xulosa: Molekulalar geometriyasi yakka elektron juftlarning joylashishini tavsiflamasdan, atomlarning fazoda joylashishini ko'rib chiqadi. Demak, uchta atomdan tashkil topgan suv molekulasining tuzilishi tetraedr emas, balki burchakli.

Darsni yakunlash

Siz “Molekulalar geometriyasi” mavzusi haqida tushunchaga egasiz. Gibridlanish nazariyasi haqida tushuncha. Organik, murakkab noorganik moddalar va uglerodning allotropik modifikatsiyalari uchun duragaylash jarayonining universal tabiati aniqlandi. Siz molekulalar geometriyasining elektron orbitallarning gibridlanish turiga va moddalarning xossalarining molekulalar geometriyasiga bog'liqligi haqida bilib oldingiz.

Adabiyotlar ro'yxati

1. Rudzitis G.E. Kimyo. Asoslar umumiy kimyo. 10-sinf: Ta’lim muassasalari uchun darslik: ning asosiy darajasi/ G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14-nashr. - M.: Ta'lim, 2012 yil.

2. Kimyo. 10-sinf. Profil darajasi: o'qish. umumiy ta'lim uchun muassasalar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin va boshqalar - M .: Drofa, 2008. - 463 p.

3. Kimyo. 11-sinf. Profil darajasi: darslik. umumiy ta'lim uchun muassasalar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin va boshqalar - M .: Drofa, 2010. - 462 p.

4. Xomchenko G.P., Xomchenko I.G. Universitetlarga kiruvchilar uchun kimyo fanidan masalalar to'plami. - 4-nashr. - M .: RIA "Yangi to'lqin": Nashriyotchi Umerenkov, 2012. - 278 p.

Uy vazifasi

1. 1-3-sonlar (22-bet) Rudzitis G.E. , Feldman F.G. Kimyo: Organik kimyo. 10-sinf: ta'lim muassasalari uchun darslik: asosiy daraja / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14-nashr. - M.: Ta'lim, 2012 yil.

2. Nima uchun metan va ammiak molekulalari bir xil duragaylanishga ega (qaysi biri?) fazoviy tuzilishlari har xil?

3. Uglerod atomining asosiy holati va qo'zg'aluvchan holati o'rtasidagi farq nima?