Blijkbaar heeft het $ sp ^ 3 $ hybridisatie, maar ik begrijp niet waarom. Ammoniak ($ \ ce {NH3} $) lijkt mij $ sp $ hybridisatie is niet nodig omdat al zijn bindingslengtes al gelijk zijn. Het heeft 3 waterstofatomen die zijn gebonden aan de $ p $ orbitalen. Waarom kan t het eenzame elektronenpaar in stikstof s $ 2s $ schil blijven waar het is?
Antwoord
Welnu, ik kan deze redenen bedenken die de hybridisatie in het ammoniakmolecuul kunnen rechtvaardigen.
-
Bindingshoek : als het molecuul geen hybride banen had, maar in plaats daarvan niet-gehybridiseerde p-orbitalen deel te nemen aan de vorming van bindingen, dan zou de bindingshoek tussen de orbitalen 90 graden zijn. En wat de werkelijke situatie betreft is de bindingshoek bijna 107, wat het molecuul stabieler maakt, waardoor het bindingspaar-bindingspaar en bindingspaar-eenzaam paar afstoting.
-
Energie : R Om de definitie van hybridisatie te omschrijven, is het het mengen van de atomaire orbitalen met lichtjes verschillende energieën om nieuwe orbitalen te vormen met dezelfde energieën. Dit stabiliseert het molecuul. Wat betreft het ammoniakmolecuul wordt door hybridisatie de energieën van het eenzame elektronenpaar en het bindingspaar van elektronen bijna gelijk, waardoor de stabiliteit van het molecuul toeneemt.
-
Geometrie : nadenken over de ruimtelijke ordening van de atomen in het ammoniakmolecuul als er geen hybridisatie in het molecuul is, dan de grootte van de orbitaal met een eenzaam paar elektronen zou anders zijn dan die van de orbitalen met een bindingspaar van elektronen. Ook als er geen hybridisatie zou plaatsvinden, zou het niet mogelijk zijn om de geometrie van het molecuul uit te leggen, dat wil zeggen de trigonale piramidevorm.
Opmerkingen
- Ik ' markeer dit als het antwoord, ik vond het antwoord ondertussen na veel rondkijken. Het lijkt erop dat alle atomen met 4 of meer valentie-elektronen vormen sp3 hybride orbitalen (sp2 of sp als er respectievelijk een dubbele of een drievoudige binding is). Ik ' m nog steeds niet precies waarom de s-orbitaal kan ' blijf niet als een s-orbitaal, denk ik omdat het ' s nodig was om alles naar een sp te verschuiven zodat de elektronen als een groep kunnen verder van elkaar verwijderd zijn. In ieder geval bedankt voor een goed antwoord.
Antwoord
Dit vraag is al eerder beantwoord. Kijk hier: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20130803221208AAYOCBr Als je naar het MO-diagram kijkt ben voor $ \ ce {NH_3} $ je zult zien dat de orbitaal waarin het eenzame paar zich bevindt hoger is in energie (in de $ 2s $ antibindende orbitaal http://www.d.umn.edu/~pkiprof/ChemWebV2/Bonding/MO-ammonia/index.html ). En als ik het me goed herinner, is hybridisatie niet helemaal correct. Bij hybridisatie ga je er doorgaans van uit dat alle gehybridiseerde moleculaire orbitalen gedegenereerd zijn. Dit is niet altijd het geval vanwege de verschillende typen overlapping van de orbitalen die nodig zijn om de moleculaire orbitalen te creëren. Sommige gehybridiseerde moleculaire orbitalen (zelfs degenen van hetzelfde “type” zoals $ sp ^ 3 $ of $ sp ^ 2d $, enz.) Hebben een hoger energieverbruik, hoewel ze allemaal moleculaire orbitalen met elkaar verbinden. Hierover leer je meer in het tweede semester van de anorganische chemie. Ik denk dat ammoniak niet echt $ sp ^ 3 $ is vanwege de slechte overlap (methaan heeft een betere overlap tussen de $ s $ orbitalen en $ p $ oribitalen) . Neem het met een korreltje zout. Het is een tijdje geleden dat ik iets heb ingenomen dat te maken heeft met MOs.
Opmerkingen
- Ik waardeer de help, deze vraag bezorgde me echt problemen. Ik ontdekte dat Ammoniak inderdaad sp3-gehybridiseerde orbitalen heeft. Het lijkt erop dat atomen met 4 of meer valentie-elektronen meestal sp3-hybridisatie hebben. Het zorgt ervoor dat de elektronvorm tetraëdrisch wordt, zodat de elektronen verder uit elkaar kunnen staan. Het verklaart ook de bindingshoeken in NH3 van 107 (iets anders dan normale tetraëdrische vanwege het eenzame paar elektronen). Proost.
- sp3-hybridisatie leidt NIET tot bindingshoeken van 107. Goede sp3-hybridisatie leidt tot bindingshoeken van 109,5 graden.
- In dit geval wel vanwege het eenzame elektronenpaar. Echt waar.
- en.wikipedia.org/wiki/Ammonia#Structure
- De verbindingshoeken zijn een indicatie van het type hybridisatie. In dit geval zeggen we dat de hybridisatie sp3 is omdat het lijkt op sp3. Ammoniak heeft een slechtere orbitale overlap in vergelijking met methaan. Ook MO-theorie en VSPER-theorie zijn niet hetzelfde. Ze vullen elkaar aan, maar er zijn subtiliteiten in.Als je geïnteresseerd bent in MO-theorie, raad ik DekocK en Gray aan ' s " Chemische structuur en binding "