Najwyraźniej ma hybrydyzację $ sp ^ 3 $, ale nie rozumiem dlaczego. Wydaje mi się, że amoniak ($ \ ce {NH3} $) nie wymaga hybrydyzacji $ sp $, ponieważ wszystkie jego wiązania są już równe. Posiada 3 atomy wodoru związane z orbitalami $ p $. Dlaczego „nie może samotna para elektronów w azotowej powłoce $ 2” pozostać na swoim miejscu?
Odpowiedź
Cóż, przychodzą mi do głowy te powody, które mogą uzasadniać hybrydyzację w cząsteczce amoniaku.
-
Kąt wiązania : jeśli cząsteczka nie miała orbit hybrydowych, a zamiast tego miała niezhybrydyzowane orbitale p biorąc udział w tworzeniu wiązania, wówczas kąt wiązania między orbitaliami wyniósłby 90 stopni. A w rzeczywistej sytuacji kąt wiązania wynosi prawie 107, co czyni cząsteczkę bardziej stabilną, zmniejszając parę wiązań-wiązanie i samotną parę wiązań odpychanie par.
-
Energia : R nazywając definicję hybrydyzacji, jest to mieszanie orbitali atomowych o nieco innych energiach w celu utworzenia nowych orbitali o równych energiach. To stabilizuje cząsteczkę. Jeśli chodzi o cząsteczkę amoniaku z powodu hybrydyzacji, energie samotnej pary elektronów i pary wiązań elektronów stają się prawie równe, co zwiększa stabilność cząsteczki.
-
Geometria : Myślenie o przestrzennym rozmieszczeniu atomów w cząsteczce amoniaku, jeśli nie ma hybrydyzacji w cząsteczce, to rozmiar orbitalu zawierająca samotną parę elektronów różni się od orbitali zawierających wiązaną parę elektronów. Również gdyby nie zachodziła hybrydyzacja, wyjaśnienie geometrii cząsteczki, czyli jej „trójkątnego kształtu piramidy”, nie byłoby możliwe.
Komentarze
- I ' oznaczę to jako odpowiedź. W międzyczasie znalazłem odpowiedź po wielu rozglądaniu się. Wygląda na to, że wszystkie atomy z 4 lub więcej elektronami walencyjnymi utworzą orbitale hybrydowe sp3 (odpowiednio sp2 lub sp, jeśli istnieje wiązanie podwójne lub wiązanie potrójne). I ' m nadal nie wiem dokładnie, dlaczego orbital s może ' nie pozostanie na orbicie s, chyba dlatego, że ' musi zmienić wszystko na sp, tak aby elektrony jako grupa mogą znajdować się dalej od siebie. W każdym razie dziękuję za świetną odpowiedź.
Odpowiedź
To na to pytanie udzielono już wcześniej odpowiedzi. Zajrzyj tutaj: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20130803221208AAYOCBr Jeśli spojrzysz na diagram MO am za $ \ ce {NH_3} $ you „odkryjesz, że orbital, na którym znajduje się samotna para, ma wyższą energię (w orbicie antybondingowym $ 2s $ ). Ponadto, jeśli dobrze pamiętam, hybrydyzacja nie jest całkowicie poprawna. W hybrydyzacji zazwyczaj zakłada się, że wszystkie zhybrydyzowane orbitale molekularne są zdegenerowane. Nie zawsze tak jest ze względu na różne typy nakładania się orbitali potrzebnych do utworzenia orbitali molekularnych. Niektóre zhybrydyzowane orbitale molekularne (nawet te tego samego „typu”, takie jak $ sp ^ 3 $ lub $ sp ^ 2d $, itp.) Mają wyższą energię, mimo że wszystkie z nich wiążą orbitale molekularne. Dowiesz się więcej na ten temat w drugim semestrze chemii nieorganicznej. Myślę, że amoniak nie jest tak naprawdę $ sp ^ 3 $ ze względu na słabe nakładanie się (metan ma lepsze nakładanie się orbitali $ s $ i $ p $) . Potraktuj to z przymrużeniem oka. Minęło trochę czasu, odkąd wziąłem cokolwiek związanego z MO.
Komentarze
- Doceniam pomocy, to pytanie naprawdę sprawiało mi trudności. Dowiedziałem się, że amoniak w rzeczywistości ma orbitale zhybrydyzowane sp3. Wydaje się, że atomy z 4 lub więcej elektronami walencyjnymi zwykle mają hybrydyzację sp3. Pozwala to kształtowi elektronu stać się tetraedrycznym, dzięki czemu elektrony mogą być dalej od siebie. Uwzględnia również kąty wiązania w NH3 wynoszące 107 (nieco inne niż normalna czworościenna z powodu samotnej pary elektronów). Pozdrawiam.
- hybrydyzacja sp3 NIE prowadzi do kątów wiązania 107. Dobra hybrydyzacja sp3 prowadzi do kątów wiązania 109,5 stopnia.
- Tak dzieje się w tym przypadku z powodu samotnej pary elektronów. Naprawdę tak.
- en.wikipedia.org/wiki/Ammonia#Structure
- Kąty wiązań są wskazanie rodzaju hybrydyzacji. W tym przypadku mówimy, że hybrydyzacja jest sp3, ponieważ przypomina sp3. Amoniak ma gorsze nakładanie się orbity w porównaniu z metanem. Ponadto teoria MO i teoria VSPER to nie to samo. Uzupełniają się nawzajem, ale są w tym subtelności.Jeśli interesuje Cię teoria MO, polecam DekocK i Gray ' s " Struktura chemiczna i wiązanie "