Anscheinend hat es eine $ sp ^ 3 $ -Hybridisierung, aber ich verstehe nicht warum. Ammoniak ($ \ ce {NH3} $) scheint mir zu sein Keine $ sp $ -Hybridisierung erforderlich, da alle Bindungslängen bereits gleich sind. Es sind 3 Wasserstoffatome an die $ p $ -Orbitale gebunden. Warum kann die $ 2s $ -Schale des einzelnen Elektronenpaars in Stickstoff nicht dort bleiben, wo sie ist?
Antwort
Nun, ich kann mir diese Gründe vorstellen, die die Hybridisierung in Ammoniakmolekülen rechtfertigen können.
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Bindungswinkel : Wenn das Molekül keine Hybridbahnen hatte und stattdessen nicht hybridisierte p-Orbitale hatte Wenn man an der Bindungsbildung teilnimmt, beträgt der Bindungswinkel zwischen den Orbitalen 90 Grad. In der realen Situation beträgt der Bindungswinkel fast 107, was das Molekül stabiler macht und das Bindungspaar-Bindungspaar und das Bindungspaar-Lone verringert Paarabstoßung.
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Energie : R. Unter der Definition von Hybridisierung versteht man das Mischen der Atomorbitale mit leicht unterschiedlichen Energien zu neuen Orbitalen mit gleichen Energien. Dies stabilisiert das Molekül. Was das Ammoniakmolekül aufgrund der Hybridisierung betrifft, werden die Energien des einzelnen Elektronenpaars und des Bindungspaares der Elektronen nahezu gleich, wodurch die Stabilität des Moleküls erhöht wird.
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Geometrie : Denken Sie über die räumliche Anordnung der Atome im Ammoniakmolekül nach, wenn es keine Hybridisierung im Molekül gibt, dann die Größe des Orbitals Das Einschließen eines einzelnen Elektronenpaars würde sich von dem der Orbitale unterscheiden, die ein Bindungspaar von Elektronen enthalten. Auch wenn keine Hybridisierung stattfinden würde, wäre eine Erklärung der Geometrie des Moleküls, dh der trigonalen Pyramidenform, nicht möglich.
Kommentare
- Ich ' werde dies als Antwort markieren. Ich habe die Antwort in der Zwischenzeit gefunden, nachdem ich mich viel umgesehen habe. Es scheint, dass alle Atome mit 4 oder mehr Valenzelektronen bilden sp3-Hybridorbitale (sp2 oder sp, wenn es eine Doppel- bzw. Dreifachbindung gibt). Ich bin mir immer noch nicht sicher, warum das s-Orbital genau kann ' bleibt nicht als s-Orbital, ich denke, weil ' alles auf ein sp verschieben muss, damit die Elektronen als Gruppe kann auf jeden Fall weiter voneinander entfernt sein. Vielen Dank für eine gute Antwort.
Antwort
Dies Die Frage wurde bereits beantwortet. Schauen Sie hier: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20130803221208AAYOCBr Wenn Sie sich das MO-Diagramm ansehen bin für $ \ ce {NH_3} $ Sie werden feststellen, dass das Orbital, in dem sich das einzelne Paar befindet, energiereicher ist (im $ 2s $ antibindenden Orbital http://www.d.umn.edu/~pkiprof/ChemWebV2/Bonding/MO-ammonia/index.html ). Wenn ich mich gut erinnere, ist die Hybridisierung auch nicht ganz richtig. Bei der Hybridisierung nehmen Sie normalerweise an, dass alle hybridisierten Molekülorbitale entartet sind. Dies ist nicht immer der Fall, da sich die verschiedenen Arten der Orbitale überlappen, um die Molekülorbitale zu erzeugen. Einige hybridisierte Molekülorbitale (sogar solche des gleichen „Typs“ wie $ sp ^ 3 $ oder $ sp ^ 2d $ usw.) haben eine höhere Energie, obwohl alle Molekülorbitale binden. Sie werden im zweiten Semester der anorganischen Chemie mehr darüber erfahren. Ich denke, Ammoniak ist aufgrund der schlechten Überlappung nicht wirklich $ sp ^ 3 $ (Methan hat eine bessere Überlappung zwischen den $ s $ -Orbitalen und $ p $ -Orbitalen). Nehmen Sie es mit einem Körnchen Salz. Es ist eine Weile her, seit ich alles genommen habe, was mit MO zu tun hat.
Kommentare
- Ich schätze das Hilfe, diese Frage bereitete mir wirklich Schwierigkeiten. Ich fand heraus, dass Ammoniak tatsächlich sp3-hybridisierte Orbitale hat. Es scheint, dass Atome mit 4 oder mehr Valenzelektronen normalerweise eine sp3-Hybridisierung aufweisen. Dadurch kann die Elektronenform tetraedrisch werden, sodass die Elektronen weiter voneinander entfernt sein können. Es erklärt auch die Bindungswinkel in NH3 von 107 (geringfügig anders als normales Tetraeder aufgrund des einsamen Elektronenpaars). Prost.
- sp3-Hybridisierung führt NICHT zu Bindungswinkeln von 107. Gute sp3-Hybridisierung führt zu Bindungswinkeln von 109,5 Grad.
- Dies geschieht in diesem Fall aufgrund des Einzelelektronenpaars. Wirklich.
- de.wikipedia.org/wiki/Ammonia#Structure
- Die Bindungswinkel sind an Angabe der Art der Hybridisierung. In diesem Fall sagen wir, dass die Hybridisierung sp3 ist, da sie sp3 ähnelt. Ammoniak hat im Vergleich zu Methan eine schlechtere Orbitalüberlappung. Auch MO-Theorie und VSPER-Theorie sind nicht gleich. Sie ergänzen sich, aber es gibt Feinheiten.Wenn Sie sich für die MO-Theorie interessieren, empfehle ich DekocK und Gray ' s " Chemische Struktur und Bindung "