የማዳቀልን አይነት ይግለጹ. ተደራራቢ የአቶሚክ ምህዋሮች
አቶሚክ ምህዋር ማዳቀል አተሞች ውህዶችን በሚፈጥሩበት ጊዜ ምህዋራቸውን እንዴት እንደሚቀይሩ የመረዳት ሂደት ነው። ስለዚህ, ማዳቀል ምንድን ነው, እና ምን ዓይነት ዓይነቶች አሉ?
የአቶሚክ ምህዋሮች ድቅል አጠቃላይ ባህሪያት
የአቶሚክ ምህዋር ማዳቀል ሂደት የማዕከላዊ አቶም የተለያዩ ምህዋሮች ተቀላቅለው ተመሳሳይ ባህሪ ያላቸው ምህዋሮች እንዲፈጠሩ የሚያደርግ ሂደት ነው።
ማዳቀል የሚከሰተው የኮቫለንት ቦንድ በሚፈጠርበት ጊዜ ነው።
ድቅል ምህዋር ከአቶሚክ አስኳል ርቆ የኢንፊኒቲየም ምልክት ወይም ያልተመጣጠነ የተገለበጠ ምስል ስምንት መልክ አለው። ይህ ቅፅ ከንፁህ የአቶሚክ ምህዋሮች ሁኔታ ይልቅ ከሌሎች አተሞች ምህዋሮች (ንፁህ ወይም ዲቃላ) ጋር የተዳቀሉ ምህዋሮች ጠንከር ያለ መደራረብን ያስከትላል እና ጠንካራ የኮቫለንት ቦንዶች እንዲፈጠሩ ያደርጋል።
ሩዝ. 1. ድብልቅ ምህዋር ገጽታ.
ለመጀመሪያ ጊዜ የአቶሚክ ምህዋርን የማዳቀል ሀሳብ በአሜሪካዊው ሳይንቲስት ኤል.ፖልንግ ቀርቧል። ወደ ኬሚካላዊ ትስስር የሚገባው አቶም የተለያዩ የአቶሚክ ምህዋሮች (s-, p-, d-, f-orbitals) እንዳለው ያምን ነበር, ከዚያም የእነዚህ ምህዋሮች ድብልቅነት በዚህ ምክንያት ይከሰታል. የሂደቱ ዋና ይዘት እርስ በርስ የሚጣጣሙ የአቶሚክ ምህዋሮች ከተለያዩ ምህዋሮች የተፈጠሩ ናቸው.
የአቶሚክ ምህዋር የማዳቀል ዓይነቶች
በርካታ የማዳቀል ዓይነቶች አሉ፡-
- . የዚህ ዓይነቱ ማዳቀል የሚከሰተው አንድ s-orbital እና አንድ p-orbital ሲቀላቀሉ ነው። በውጤቱም, ሁለት ሙሉ ስፔ-ኦርቢሎች ይፈጠራሉ. እነዚህ ምህዋሮች በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ የሚገኙት በመካከላቸው ያለው አንግል 180 ዲግሪ እንዲሆን ነው።
ሩዝ. 2. sp hybridization.
- sp2 ማዳቀል. የዚህ ዓይነቱ ማዳቀል የሚከሰተው አንድ s-orbital እና ሁለት p-orbitals ሲቀላቀሉ ነው። በውጤቱም, በተመሳሳይ አውሮፕላን ውስጥ በ 120 ዲግሪ አንግል ላይ የሚገኙት ሶስት ድብልቅ ምህዋርዎች ይፈጠራሉ.
- . የዚህ ዓይነቱ ማዳቀል የሚከሰተው አንድ s-orbital እና ሦስት p-orbitals ሲቀላቀሉ ነው። በውጤቱም, አራት ሙሉ የ sp3 orbitals ይፈጠራሉ. እነዚህ ምህዋሮች ወደ ቴትራሄድሮን አናት ይመራሉ እና በ 109.28 ዲግሪ አንግል ላይ ይገኛሉ ።
sp3 ማዳቀል የበርካታ ንጥረ ነገሮች ባህሪ ነው፡ ለምሳሌ፡ የካርቦን አቶም እና ሌሎች የቡድን IVA ንጥረ ነገሮች (CH 4, SiH 4, SiF 4, GeH 4, ወዘተ.)
ሩዝ. 3. sp3 ማዳቀል.
አተሞች d-orbitals የሚያካትቱ ይበልጥ ውስብስብ የማዳቀል ዓይነቶች እንዲሁ ይቻላል።
ምን ተማርን?
የተለያዩ የአተም ምህዋሮች አንድ አይነት (ተመጣጣኝ) ድብልቅ ምህዋር ሲፈጠሩ ማዳቀል ውስብስብ ኬሚካላዊ ሂደት ነው። የመዳቀልን ንድፈ ሐሳብ ለመጀመሪያ ጊዜ ያሰሙት አሜሪካዊው ኤል. ፓሊንግ ነው። ሶስት ዋና ዋና የማዳቀል ዓይነቶች አሉ፡ sp hybridization, sp2 hybridization, sp3 hybridization. d-orbitalsን የሚያካትቱ በጣም የተወሳሰቡ የድብልቅ ዓይነቶችም አሉ።
የቀጠለ። ለመጀመር ያህል, ይመልከቱ № 15, 16/2004
ትምህርት 5
የካርቦን አቶሚክ ምህዋር
የጋራ የኬሚካል ትስስር የሚፈጠረው በዓይነቱ የተለመዱ የኤሌክትሮን ጥንዶችን በመጠቀም ነው።
የኬሚካላዊ ትስስር ይፍጠሩ, ማለትም. ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ብቻ ከሌላ አቶም "የውጭ" ኤሌክትሮን ጋር የጋራ ኤሌክትሮን ጥንድ መፍጠር ይችላሉ. ኤሌክትሮኒካዊ ቀመሮችን በሚጽፉበት ጊዜ, ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች በኦርቢታል ሴል ውስጥ አንድ በአንድ ይገኛሉ.
አቶሚክ ምህዋርየኤሌክትሮን ደመና ጥግግት በአቶም አስኳል ዙሪያ ያለው በጠፈር ውስጥ በእያንዳንዱ ነጥብ ላይ የሚገልጽ ተግባር ነው። ኤሌክትሮን ደመና ከፍተኛ እድል ያለው ኤሌክትሮን የሚገኝበት የጠፈር ክልል ነው።
የካርቦን አቶም ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅርን እና የዚህን ንጥረ ነገር ቫልነት ለማጣጣም, የካርቦን አቶም ተነሳሽነት ጽንሰ-ሐሳቦች ጥቅም ላይ ይውላሉ. በተለመደው (ያልተደሰተ) ሁኔታ፣ የካርቦን አቶም ሁለት ያልተጣመሩ 2 አሉት አር 2 ኤሌክትሮኖች. በአስደሳች ሁኔታ (ሀይል ሲወሰድ) ከ2 ኤስ 2-ኤሌክትሮኖች ወደ ነጻ ሊተላለፉ ይችላሉ አር- ምህዋር. ከዚያም በካርቦን አቶም ውስጥ አራት ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ይታያሉ፡-
ያስታውሱ በኤሌክትሮኒካዊ ቀመር አቶም (ለምሳሌ ፣ ለካርቦን 6 C - 1) ኤስ 2 2ኤስ 2 2ገጽ 2) ትላልቅ ቁጥሮች ከደብዳቤዎች ፊት ለፊት - 1, 2 - የኃይል ደረጃውን ቁጥር ያመለክታሉ. ደብዳቤዎች ኤስእና አርየኤሌክትሮን ደመና (ምህዋሮች) ቅርፅን ያመለክታሉ ፣ እና ከደብዳቤዎቹ በላይ በስተቀኝ ያሉት ቁጥሮች በተሰጠው ምህዋር ውስጥ የኤሌክትሮኖች ብዛት ያመለክታሉ። ሁሉም ኤስ- ሉላዊ ምህዋር;
በሁለተኛው የኃይል ደረጃ ከ 2 በስተቀር ኤስ- ሶስት ምህዋር አለ 2 አር- ምህዋር. እነዚህ 2 አር- ኦርቢታሎች ከ dumbbells ጋር ተመሳሳይነት ያለው ellipsoidal ቅርፅ አላቸው እና በ 90 ° አንግል እርስ በርስ በጠፈር ላይ ያተኩራሉ ። 2 አር- ኦርቢትሎች 2 ያመለክታሉ p x, 2አር yእና 2 pzእነዚህ ምህዋርዎች በሚገኙበት መጥረቢያዎች መሰረት.
ኬሚካላዊ ትስስር ሲፈጠር የኤሌክትሮኖች ምህዋሮች ተመሳሳይ ቅርፅ ያገኛሉ. ስለዚህ ፣ በተሟሉ ሃይድሮካርቦኖች ውስጥ ፣ አንድ ኤስ- ምህዋር እና ሶስት አር- የካርቦን አቶም ምህዋር አራት ተመሳሳይ (ቅልቅል) ይፈጥራል። sp 3- ምህዋር;
ይሄ - sp 3 - ማዳቀል.
ማዳቀል- የአቶሚክ ምህዋሮች አሰላለፍ (ድብልቅ) ኤስእና አር) ከአዳዲስ የአቶሚክ ምህዋር መፈጠር ጋር, ይባላል ድብልቅ ምህዋር.
ድቅል ምህዋር ያልተመጣጠነ ቅርጽ አላቸው፣ ወደ ተያያዘው አቶም ይረዝማሉ። የኤሌክትሮን ደመናዎች እርስ በእርሳቸው ይገፋሉ እና በተቻለ መጠን እርስ በእርሳቸው በጠፈር ውስጥ ይገኛሉ. በተመሳሳይ ጊዜ የአራት መጥረቢያዎች sp 3-ድብልቅ ምህዋርወደ tetrahedron (የተለመደ ሦስት ማዕዘን ቅርጽ ያለው ፒራሚድ) ጫፎች እንዲመሩ ያድርጉ።
በዚህ መሠረት በእነዚህ ምህዋር መካከል ያሉት ማዕዘኖች ቴትራሄድራል ሲሆኑ ከ109°28" ጋር እኩል ናቸው።
የኤሌክትሮን ምህዋር ቁንጮዎች ከሌሎች አተሞች ምህዋሮች ጋር መደራረብ ይችላሉ። የኤሌክትሮን ደመናዎች የአተሞችን ማዕከሎች በሚያገናኙት መስመር ላይ ከተደራረቡ፣ እንዲህ ያለው ኮቫለንት ቦንድ ይባላል። ሲግማ () - ቦንድ. ለምሳሌ፣ በC 2H 6 etane ሞለኪውል ውስጥ፣ በሁለት የካርቦን አተሞች መካከል የኬሚካል ትስስር የሚፈጠረው በሁለት ድብልቅ ምህዋር መካከል ነው። ይህ ግንኙነት ነው። በተጨማሪም, እያንዳንዱ የካርቦን አቶሞች ከሶስቱ ጋር sp 3-ምህዋሮች ይደራረባሉ ኤስ-የሶስት ሃይድሮጂን አተሞች ምህዋር ፣ሶስት -ቦንዶች።
በድምሩ፣ ለካርቦን አቶም የተለያዩ አይነት ድቅልቅሎች ያላቸው ሶስት የቫሌንስ ግዛቶች ሊኖሩ ይችላሉ። በስተቀር sp 3-ማዳቀል አለ። sp 2 - እና sp- ማዳቀል.
sp 2 -ማዳቀል- አንዱን ማደባለቅ ኤስ- እና ሁለት አር- ምህዋር. በውጤቱም, ሶስት ድብልቅ sp 2 - ምህዋር. እነዚህ sp 2 - ኦርቢሎች በተመሳሳይ አውሮፕላን ውስጥ ይገኛሉ (ከመጥረቢያ ጋር X, በ) እና ወደ ትሪያንግል ጫፎች በ 120 ° ምህዋር መካከል ያለው አንግል ይመራሉ. ያልተዳቀለ
አር- ምህዋር ከሶስቱ ዲቃላ አውሮፕላን ጋር ቀጥ ያለ ነው። sp 2 ምህዋሮች (በዘንጉ ላይ ያተኮረ ዝ). የላይኛው ግማሽ አር- ኦርቢሎች ከአውሮፕላኑ በላይ ናቸው, የታችኛው ግማሽ ከአውሮፕላኑ በታች ነው.
ዓይነት sp 2-የካርቦን ማዳቀል የሚከሰተው ድርብ ትስስር ባላቸው ውህዶች ውስጥ ነው፡ C=C፣ C=O፣ C=N። ከዚህም በላይ በሁለት አተሞች መካከል ካሉት ቦንዶች አንዱ ብቻ (ለምሳሌ C=C) ማስያዣ ሊሆን ይችላል። (ሌሎች የአቶሙ ትስስር ምህዋሮች በተቃራኒ አቅጣጫዎች ይመራሉ) ሁለተኛው ትስስር የተፈጠረው ድብልቅ ባልሆኑ መደራረብ ምክንያት ነው. አር-የአተሞችን አስኳል በማገናኘት በሁለቱም የመስመሩ ላይ ምህዋር።
በጎን መደራረብ የተፈጠረ የኮቫለንት ቦንድ አርየአጎራባች የካርቦን አተሞች ምህዋር ይባላሉ ፒ () ቦንድ.
ትምህርት
|
የምሕዋር መደራረብ ባነሰ ምክንያት፣ ቦንድ ከቦንድ ያነሰ ጠንካራ ነው።
sp-ማዳቀልየአንደኛው ድብልቅ (በቅርጽ እና በኃይል አቀማመጥ) ነው። ኤስ -እና አንድ
አር-የሁለት ዲቃላ ምስረታ ጋር orbitals sp- ምህዋር. sp- ኦርቢታሎች በተመሳሳይ መስመር ላይ ይገኛሉ (በ 180 ° አንግል) እና ከካርቦን አቶም ኒውክሊየስ በተቃራኒ አቅጣጫ ይመራሉ ። ሁለት
አር- ምህዋር ሳይዳቅል ይቀራሉ። እርስ በእርሳቸው ቀጥ ብለው ተቀምጠዋል.
አቅጣጫዎች - ግንኙነቶች. በምስሉ ላይ sp- ምህዋሮች በዘንግ በኩል ይታያሉ y, እና ያልተደባለቁ ሁለት
አር- ምህዋር - በመጥረቢያዎች Xእና ዝ.
የሶስትዮሽ የካርቦን-ካርቦን ቦንድ ሲሲ ሲደራረብ የሚፈጠረውን ቦንድ ያካትታል
sp- ድብልቅ ምህዋር, እና ሁለት - ቦንዶች.
በካርቦን አቶም መካከል ያሉ ግቤቶች እንደ ተያያዥ ቡድኖች ብዛት ፣የማዳቀል አይነት እና የኬሚካል ትስስር ዓይነቶች መካከል ያለው ግንኙነት በሰንጠረዥ 4 ላይ ይታያል።
ሠንጠረዥ 4
የካርቦን ኮቫልት ቦንዶች
| የቡድኖች ብዛት ተዛማጅ ከካርቦን ጋር |
ዓይነት ማዳቀል |
ዓይነቶች መሳተፍ የኬሚካል ትስስር |
የተዋሃዱ ቀመሮች ምሳሌዎች |
|---|---|---|---|
| 4 | sp 3 | አራት - ግንኙነቶች | |
| 3 | sp 2 | ሶስት - ግንኙነቶች እና አንዱ ግንኙነት ነው። |
|
| 2 | sp | ሁለት - ግንኙነቶች እና ሁለት ግንኙነቶች |
ኤች-ሲሲ-ኤች |
መልመጃዎች.
1. የትኞቹ የአተሞች ኤሌክትሮኖች (ለምሳሌ ካርቦን ወይም ናይትሮጅን) ያልተጣመሩ ተብለው ይጠራሉ?
2. የ"ጋራ ኤሌክትሮን ጥንዶች" ጽንሰ-ሐሳብ ምን ማለት ነው የኮቫለንት ቦንድ (ለምሳሌ CH 4) ወይምኤች 2 ኤስ )?
3. የአተሞች ኤሌክትሮኒክስ ሁኔታዎች ምንድ ናቸው (ለምሳሌ፣ ሲ ወይምኤን ) መሰረታዊ ተብለው ይጠራሉ, እና የትኞቹ ደስተኞች ናቸው?
4. ቁጥሮች እና ፊደሎች በአተም ኤሌክትሮኒክ ቀመር ውስጥ ምን ማለት ናቸው (ለምሳሌ ፣ ሲ ወይምኤን )?
5. አቶሚክ ምህዋር ምንድን ነው? በሲ አቶም ሁለተኛ የኃይል ደረጃ ውስጥ ስንት ምህዋሮች አሉ። እና እንዴት ይለያያሉ?
6. በድብልቅ ምህዋር እና በተፈጠሩት ኦርጅናል ምህዋር መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
7. ለካርቦን አቶም ምን ዓይነት ማዳቀል ዓይነቶች ይታወቃሉ እና ምንድናቸው?
8. የካርቦን አቶም የኤሌክትሮናዊ ግዛቶች ለአንዱ የምሕዋር አቀማመጥ አቀማመጥ ምስል ይሳሉ።
9. ምን ዓይነት የኬሚካል ማሰሪያዎች ይባላሉ እና ምን? ይግለጹ-እና-በግንኙነቶች ውስጥ ግንኙነቶች;
10. ከዚህ በታች ላሉ ውህዶች የካርቦን አተሞች ያመልክቱ: ሀ) የማዳቀል አይነት; ለ) የኬሚካል ማሰሪያዎቹ ዓይነቶች; ሐ) የመተሳሰሪያ ማዕዘኖች.
ለርዕስ 1 የአካል ብቃት እንቅስቃሴዎች መልሶች
ትምህርት 5
1. በእያንዳንዱ ምህዋር አንድ የሆኑት ኤሌክትሮኖች ይባላሉ ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች. ለምሳሌ፣ በኤሌክትሮን ዲፍራክሽን ፎርሙላ የተደሰተ የካርበን አቶም፣ አራት ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች አሉ፣ እና የናይትሮጅን አቶም ሶስት አሉት።
2. በአንድ ኬሚካላዊ ትስስር ውስጥ የሚሳተፉ ሁለት ኤሌክትሮኖች ይባላሉ የጋራ ኤሌክትሮን ጥንድ. ብዙውን ጊዜ ኬሚካላዊ ትስስር ከመፈጠሩ በፊት የዚህ ጥንዶች ኤሌክትሮኖች አንዱ የአንድ አቶም ነው፣ ሌላኛው ኤሌክትሮን ደግሞ የሌላ አቶም ነው።
3. የኤሌክትሮኒካዊ ምህዋሮች መሙላት ቅደም ተከተል የሚታይበት የአቶም ኤሌክትሮኒክ ሁኔታ፡ 1 ኤስ 2 , 2ኤስ 2 , 2ገጽ 2 , 3ኤስ 2 , 3ገጽ 2 , 4ኤስ 2 , 3መ 2 , 4ገጽ 2 ወዘተ ይባላሉ ዋና ግዛት. አት የተደሰተ ሁኔታከአቶም ኤሌክትሮኖች መካከል አንዱ ከፍ ያለ ኃይል ያለው ነፃ ምህዋር ይይዛል ፣ እንዲህ ዓይነቱ ሽግግር የተጣመሩ ኤሌክትሮኖችን በመለየት አብሮ ይመጣል። በሥርዓተ-ነገር እንዲህ ተጽፏል፡-
በመሬት ውስጥ ሁለት የቫሌንስ ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ብቻ ነበሩ, በአስደሳች ሁኔታ ውስጥ እንደዚህ ያሉ አራት ኤሌክትሮኖች አሉ.
5.
አቶሚክ ምህዋር በተሰጠው አቶም አስኳል አካባቢ በእያንዳንዱ ቦታ ላይ የኤሌክትሮን ደመናን ጥግግት የሚገልጽ ተግባር ነው። በሁለተኛው የካርቦን አቶም የኃይል ደረጃ ላይ አራት ምህዋርዎች አሉ - 2 ኤስ, 2p x, 2አር y,
2pz. እነዚህ ምህዋርዎች፡-
ሀ) የኤሌክትሮን ደመና ቅርፅ ኤስ- ኳስ, አር- dumbbell);
ለ) አር- ምህዋሮች በህዋ ላይ የተለያዩ አቅጣጫዎች አሏቸው - እርስ በርስ በተያያዙ ዘንጎች x, yእና ዝ፣ እነሱ ተጠቁመዋል p x, አር y,
pz.
6.
የተዳቀሉ ምህዋሮች በቅርጽ እና በጉልበት ከመጀመሪያዎቹ (ድብልቅ ያልሆኑ) ምህዋሮች ይለያያሉ። ለምሳሌ, ኤስ- ምህዋር - የሉል ቅርጽ; አር- የተመጣጠነ ምስል ስምንት; sp- ድብልቅ ምህዋር - ያልተመጣጠነ ምስል ስምንት.
የኢነርጂ ልዩነቶች ኢ(ኤስ) < ኢ(sp) < ኢ(አር). ስለዚህም sp-ኦርቢታል - በቅርጽ እና በጉልበት አማካኝ የሆነ ምህዋር፣የመጀመሪያውን በማደባለቅ የሚገኝ ኤስ-
እና ገጽ- ምህዋር.
7. ለካርቦን አቶም ሶስት ዓይነት ድቅልቅሎች ይታወቃሉ፡- sp 3 , sp 2 እና sp (የትምህርቱን 5 ጽሑፍ ይመልከቱ).
9.
-ቦንድ - የአተሞች ማዕከላትን በሚያገናኘው መስመር ላይ በኦርቢቴሎች የፊት መደራረብ የተፈጠረ የኮቫለንት ቦንድ ነው።
-ቦንድ - በጎን መደራረብ የተፈጠረ የኮቫለንት ቦንድ አር-የአተሞችን ማዕከሎች በማገናኘት በመስመሩ በሁለቱም በኩል ምህዋር።
- ቦንዶች በተገናኙት አቶሞች መካከል በሁለተኛው እና በሦስተኛው መስመሮች ይታያሉ.
ሞለኪውሎች መካከል dipole አፍታዎች
የቫሌንስ ቦንድ ዘዴ በኬሚካላዊ ቅንጣት ውስጥ ያሉት እያንዳንዱ ጥንድ አተሞች በአንድ ወይም ከዚያ በላይ በኤሌክትሮን ጥንዶች አንድ ላይ መያዛቸውን መነሻ በማድረግ ነው። እነዚህ ጥንድ ኤሌክትሮኖች የሁለት የተጣመሩ አተሞች ናቸው እና በመካከላቸው ባለው ክፍተት ውስጥ የተተረጎሙ ናቸው. የታሰሩ አተሞች አስኳሎች ወደ እነዚህ ኤሌክትሮኖች በመማረክ ምክንያት ኬሚካላዊ ትስስር ይፈጠራል።
ተደራራቢ የአቶሚክ ምህዋሮች
የኬሚካል ቅንጣትን ኤሌክትሮኒክ አወቃቀር ሲገልጹ፣ ኤሌክትሮኖች፣ ማኅበራዊ የሆኑትን ጨምሮ፣ እንደ ግለሰብ አቶሞች ይጠቀሳሉ እና ግዛቶቻቸው በአቶሚክ ምህዋር ይገለጻሉ። የ Schrödinger እኩልታውን በሚፈታበት ጊዜ ግምታዊ የሞገድ ተግባር የተመረጠ ነው ስለዚህም የስርዓቱን አነስተኛውን የኤሌክትሮኒካዊ ኃይል ማለትም የግንኙነቱን ኃይል ትልቁን እሴት ይሰጣል። ይህ ሁኔታ የአንድ ቦንድ ንብረት በሆኑት የምሕዋር መደራረብ ትልቁ ነው። ስለዚህም ሁለት አተሞችን የሚያገናኙ ጥንድ ኤሌክትሮኖች በአቶሚክ ምህዋራቸው ተደራራቢ ክልል ውስጥ ናቸው።
የተደራረቡት ምህዋሮች ስለ ውስጣዊ የኑክሌር ዘንግ ተመሳሳይ ሲሜትሪ ሊኖራቸው ይገባል።
የአተሞችን አስኳል በሚያገናኘው መስመር ላይ የአቶሚክ ምህዋሮች መደራረብ ወደ σ-bonds መፈጠር ያመራል። በኬሚካላዊ ቅንጣት ውስጥ በሁለት አተሞች መካከል አንድ σ-ቦንድ ብቻ ይቻላል. ሁሉም σ-ቦንዶች ስለ ውስጣዊው የኑክሌር ዘንግ ዘንግ ያለው ሲሜትሪ አላቸው። የኬሚካላዊ ቅንጣቶች ስብርባሪዎች σ-bonds የሚፈጥሩትን የአቶሚክ ምህዋር መደራረብን ሳይጥሱ በ internuclear ዘንግ ዙሪያ ሊሽከረከሩ ይችላሉ። የተስተካከለ፣ በጥብቅ በቦታ ላይ ያተኮረ σ-bonds ስብስብ የኬሚካላዊ ቅንጣትን መዋቅር ይፈጥራል።
ተጨማሪ የአቶሚክ ምህዋሮች ከግንኙነት መስመር ጋር በማያያዝ፣ π ቦንዶች ይፈጠራሉ።
በውጤቱም፣ በአተሞች መካከል በርካታ ቦንዶች ይታያሉ፡-
| ነጠላ (σ) | ድርብ (σ + π) | ሶስት እጥፍ (σ + π + π) |
| ኤፍ-ኤፍ | ኦ = ኦ | N≡N |
የ axial ሲምሜትሪ የሌለው የ π-bond ገጽታ በ σ-bond ዙሪያ የኬሚካል ቅንጣትን በነፃ ማሽከርከር የማይቻል ይሆናል, ምክንያቱም ወደ π-bond ስብራት ሊመራ ይገባል. ከ σ- እና π-bonds በተጨማሪ ሌላ ዓይነት ትስስር መፍጠር ይቻላል - δ-ቦንድ፡
በተለምዶ እንዲህ ዓይነቱ ትስስር የሚፈጠረው σ- እና π-bonds በአተሞች በአተሞች ፊት ከተፈጠሩ በኋላ ነው. መ- እና ረ- ኦርቢቶች "ፔትቻሎቻቸውን" በአንድ ጊዜ በአራት ቦታዎች ላይ በመደራረብ። በውጤቱም, የመገናኛ ብዙሃን እስከ 4-5 ሊጨምር ይችላል.
ለምሳሌ, በ octachlorodirenate (III) -ion 2- ውስጥ, በሬኒየም አተሞች መካከል አራት ማያያዣዎች ይፈጠራሉ.
የኮቫለንት ቦንድ ምስረታ ዘዴዎች
የጋራ ትስስር ለመፍጠር ብዙ ዘዴዎች አሉ- መለዋወጥ(ተመጣጣኝ) ለጋሽ-ተቀባይ, ዳቲቭ.
የመለዋወጫ ዘዴን በሚጠቀሙበት ጊዜ የቦንድ መፈጠር የነጻ ኤሌክትሮኖች አተሞች ሽክርክሪቶች በማጣመር ምክንያት ይቆጠራል። በዚህ ሁኔታ ፣ የአጎራባች አቶሞች ሁለት አቶሚክ ምህዋር ይደራረባል ፣ እያንዳንዱም በአንድ ኤሌክትሮን ተይዟል። ስለዚህ እያንዳንዱ የተጣመሩ አተሞች ጥንዶች ኤሌክትሮኖችን ለማህበራዊነት ይመድባሉ, እንደ መለዋወጥ. ለምሳሌ የቦሮን ትራይፍሎራይድ ሞለኪውል ከአቶሞች ሲፈጠር እያንዳንዳቸው አንድ ኤሌክትሮን ያላቸው ሶስት አቶሚክ ምህዋር ያላቸው ቦሮን በሶስት የፍሎራይን አተሞች በሶስት አቶሚክ ምህዋሮች ይደራረባል (እያንዳንዳቸው አንድ ያልተጣመረ ኤሌክትሮን አለው)። በኤሌክትሮን ማጣመር ምክንያት ሶስት ጥንድ ኤሌክትሮኖች በተመጣጣኝ የአቶሚክ ምህዋሮች ተደራራቢ ክልሎች ውስጥ አተሞችን ወደ ሞለኪውል በማያያዝ ይታያሉ።
በለጋሽ-ተቀባይ ዘዴ መሰረት የአንድ አቶም ኤሌክትሮኖች ጥንድ ያለው ምህዋር እና የሌላ አቶም ነፃ ምህዋር ይደራረባል። በዚህ ሁኔታ, በተደራራቢ ክልል ውስጥ ጥንድ ኤሌክትሮኖችም ይታያሉ. በለጋሽ-ተቀባይ ዘዴ መሰረት, ለምሳሌ, የፍሎራይድ ion ወደ ቦሮን ትራይፍሎራይድ ሞለኪውል መጨመር ይከሰታል. ክፍት አር-ቦሮን ምህዋር (ኤሌክትሮን ጥንድ ተቀባይ) በ BF 3 ሞለኪውል ውስጥ ይደራረባል አርእንደ ኤሌክትሮን ጥንድ ለጋሽ ሆኖ የሚያገለግለው የኤፍ - ion ምህዋር። በተፈጠረው ion ውስጥ፣ አራቱም የቦሮን-ፍሎሪን ኮቫለንት ቦንዶች የተፈጠሩበት ዘዴ ልዩነት ቢኖርም በርዝመታቸው እና በሃይል አቻ ናቸው።
ውጫዊ የኤሌክትሮን ሼል ብቻ ያቀፈ አተሞች ኤስ- እና አር- ምህዋር ለጋሾች ወይም የኤሌክትሮን ጥንድ ተቀባዮች ሊሆኑ ይችላሉ። ውጫዊ የኤሌክትሮን ቅርፊት የሚያጠቃልለው አተሞች መ- ምህዋር እንደ ለጋሽ እና የኤሌክትሮን ጥንዶች ተቀባይ ሆነው መስራት ይችላሉ። በዚህ ሁኔታ, የማስያዣ ምስረታ ዳቲቭ ዘዴ ግምት ውስጥ ይገባል. ትስስር በሚፈጠርበት ጊዜ የዳቲቭ ሜካኒካል መገለጫ ምሳሌ የሁለት ክሎሪን አተሞች መስተጋብር ነው። በ Cl 2 ሞለኪውል ውስጥ ያሉት ሁለት የክሎሪን አተሞች በመለዋወጫ ዘዴው ያልተጣመሩ 3 ን በማጣመር የኮቫለንት ቦንድ ይመሰርታሉ። አር- ኤሌክትሮኖች. በተጨማሪም, መደራረብ አለ 3 አር- ኦርቢትልስ አቶም Cl-1፣ ጥንድ ኤሌክትሮኖች ያሉበት፣ እና ባዶ 3 መ- የCl-2 አቶም ምህዋር፣ እንዲሁም መደራረብ 3 አር- ኦርቢትልስ አቶም ክሎ-2፣ ጥንድ ኤሌክትሮኖች ያሉት፣ እና ባዶ 3 መ- የ Cl-1 አቶም ምህዋር. የዳቲቭ አሠራር እርምጃ ወደ ትስስር ጥንካሬ መጨመር ያመጣል. ስለዚህ የ Cl 2 ሞለኪውል ከ F 2 ሞለኪውል የበለጠ ጠንካራ ነው ፣ በዚህ ውስጥ የኮቫለንት ቦንድ የሚፈጠረው በመለዋወጫ ዘዴ ብቻ ነው ።
የአቶሚክ ምህዋሮች ድቅልቅ
የኬሚካላዊ ቅንጣትን የጂኦሜትሪክ ቅርፅ በሚወስኑበት ጊዜ የማዕከላዊ አቶም ውጫዊ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ኬሚካላዊ ትስስር የሌላቸውን ጨምሮ በተቻለ መጠን እርስ በርስ በቦታ ውስጥ እንደሚገኙ ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል.
ያላቸውን ጉልበት እና ቅርጽ ያለውን አሰላለፍ - covalent ኬሚካላዊ ቦንዶች ከግምት ጊዜ, ማዕከላዊ አቶም ምሕዋር መካከል hybridization ጽንሰ-ሐሳብ ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል. ማዳቀል (hybridization) ከነጻ አተሞች ጋር ሲነፃፀር በኬሚካላዊ ቅንጣቶች ውስጥ ያሉ ምህዋርን እንደገና ለማደራጀት ለኳንተም-ኬሚካላዊ መግለጫ የሚያገለግል መደበኛ ቴክኒክ ነው። የአቶሚክ ምህዋሮችን ማዳቀል ዋናው ነገር ከተያያዘ አቶም አስኳል አጠገብ ያለ ኤሌክትሮን በተለየ አቶሚክ ምህዋር ተለይቶ የሚታወቅ ሳይሆን በአቶሚክ ምህዋሮች ጥምርነት የሚታወቀው ከተመሳሳይ የኳንተም ቁጥር ጋር መሆኑ ነው። ይህ ጥምረት ድብልቅ (ድብልቅ) ምህዋር ይባላል. እንደ አንድ ደንብ ፣ ማዳቀል በኤሌክትሮኖች በተያዙ የኃይል አቶሚክ ምህዋሮች ውስጥ ከፍተኛ እና ቅርብ ላይ ብቻ ተጽዕኖ ያሳድራል።
በማዳቀል ምክንያት አዲስ የተዳቀሉ ምሕዋር ብቅ ይላሉ (የበለስ. 24) በቦታ ላይ ያተኮሩ በኤሌክትሮን ጥንዶች (ወይም ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች) በላያቸው ላይ በተቻለ መጠን እርስ በርስ ይቀራረባሉ, ይህም ከ ጋር ይዛመዳል. የኢንተርኤሌክትሮን መቀልበስ አነስተኛ ኃይል. ስለዚህ, የማዳቀል አይነት የሞለኪውል ወይም ion ጂኦሜትሪ ይወስናል.
የማዳቀል ዓይነቶች
| የማዳቀል አይነት | የጂኦሜትሪክ ቅርጽ | በቦንዶች መካከል አንግል | ምሳሌዎች |
| sp | መስመራዊ | 180 o | BeCl2 |
| sp 2 | ሦስት ማዕዘን | 120 o | BCl 3 |
| sp 3 | tetrahedral | 109.5 o | CH 4 |
| sp 3 መ | ትሪጎናል-ቢፒራሚዳል | 90o; 120 o | ፒሲኤል 5 |
| sp 3 መ 2 | ኦክታቴድራል | 90 o | ኤስኤፍ6 |
ማዳቀል ኤሌክትሮኖችን ማገናኘት ብቻ ሳይሆን ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶችንም ያካትታል። ለምሳሌ የውሃ ሞለኪውል በኦክስጅን አቶም እና በሁለት ሃይድሮጂን አተሞች መካከል ሁለት የተዋሃዱ የኬሚካል ቦንዶችን ይይዛል።
ከሃይድሮጂን አቶሞች ጋር ከተለመዱት ሁለት ጥንድ ኤሌክትሮኖች በተጨማሪ፣ የኦክስጂን አቶም በቦንድ ምስረታ ውስጥ የማይሳተፉ ሁለት ጥንድ ውጫዊ ኤሌክትሮኖች አሉት (ብቸኛ ኤሌክትሮን ጥንዶች)። አራቱም ጥንድ ኤሌክትሮኖች በኦክስጅን አቶም ዙሪያ ባለው ክፍተት ውስጥ የተወሰኑ ክልሎችን ይይዛሉ።
ኤሌክትሮኖች እርስ በእርሳቸው ስለሚገፉ, የኤሌክትሮኖች ደመናዎች በተቻለ መጠን የተራራቁ ናቸው. በዚህ ሁኔታ, በማዳቀል ምክንያት, የአቶሚክ ምህዋር ቅርፅ ይለወጣል, ረዣዥም እና ወደ tetrahedron ጫፎች ይመራሉ. ስለዚህ, የውሃ ሞለኪውል የማዕዘን ቅርጽ አለው, እና በኦክስጅን-ሃይድሮጂን ቦንዶች መካከል ያለው አንግል 104.5 o ነው.
የማዳቀል አይነትን ለመተንበይ, ለመጠቀም ምቹ ነው ለጋሽ-ተቀባይ ዘዴቦንድ ምስረታ፡- የባዶ ኤሌክትሮኔጌቲቭ ኤለመንት ባዶ ምህዋሮች እና የኤሌክትሮኔጌቲቭ ኤለመንት ምህዋሮች በእነሱ ላይ ከኤሌክትሮኖች ጥንዶች ጋር ይደራረባሉ። የአተሞች ኤሌክትሮኒካዊ አወቃቀሮችን ሲያጠናቅቁ ግምት ውስጥ ይገባሉ oxidation ግዛቶችበንጥረቱ ionክ መዋቅር ግምት ላይ ተመስርቶ የሚሰላው በአንድ ግቢ ውስጥ የአቶም ክፍያን የሚያመለክት ሁኔታዊ ቁጥር ነው።
የማዳቀል አይነት እና የኬሚካላዊ ቅንጣትን ቅርፅ ለመወሰን እንደሚከተለው ይቀጥሉ።
የ π ቦንዶች መገኘት የማዳቀልን አይነት አይጎዳውም. ነገር ግን የበርካታ ቦንዶች ኤሌክትሮኖች እርስበርሳቸው በጠንካራ ሁኔታ ስለሚገፉ ተጨማሪ ትስስር መኖሩ የቦንድ ማዕዘኖች ለውጥ ሊያስከትል ይችላል። በዚህ ምክንያት፣ ለምሳሌ፣ በNO 2 ሞለኪውል ውስጥ ያለው የቦንድ አንግል ( sp 2-hybridization) ከ 120 o ወደ 134 o ይጨምራል.
በዚህ ሞለኪውል ውስጥ ያለው የናይትሮጅን-ኦክስጅን ቦንድ ብዜት 1.5 ሲሆን አንድ ሰው ከአንድ σ-ቦንድ ጋር ይዛመዳል፣ 0.5 ደግሞ የናይትሮጂን አቶም ምህዋሮች ብዛት በማዳቀል (1) ውስጥ ካልተሳተፈ ሬሾ ጋር እኩል ነው (1) የቀሩ ንቁ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች በኦክሲጅን አቶም ላይ፣ π ቦንድ (2) ይፈጥራሉ። ስለዚህ የ π-bonds ዲሎካላይዜሽን ይስተዋላል (delocalized bonds covalent bonds ናቸው ፣ብዛታቸው እንደ ኢንቲጀር ሊገለጽ አይችልም)።
መቼ sp, sp 2 , sp 3 , sp 3 መየኬሚካል ቅንጣትን ጂኦሜትሪ የሚገልጽ ፖሊሄድሮን ውስጥ ያሉ 2 የቨርቴክስ ማዳቀል እኩል ናቸው፣ እና ስለዚህ በርካታ ቦንዶች እና ነጠላ የኤሌክትሮኖች ጥንዶች ማንኛቸውንም ሊይዙ ይችላሉ። ቢሆንም sp 3 መ- ማዳቀል ተጠያቂ ነው ትሪጎናል ቢፒራሚድበፒራሚድ (ኢኳቶሪያል አውሮፕላን) መሠረት ላይ የሚገኙትን የአተሞች ትስስር 120 o እና በቢፒራሚድ አናት ላይ የሚገኙትን አቶሞች የሚያካትቱት የቦንድ ማዕዘኖች 90 o ናቸው። ሙከራው እንደሚያሳየው ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ሁልጊዜ በሶስት ጎንዮሽ ቢፒራሚድ ኢኳቶሪያል አውሮፕላን ውስጥ ይገኛሉ። በዚህ መሠረት በቦንድ ምስረታ ውስጥ ከተሳተፉት ኤሌክትሮኖች ጥንዶች የበለጠ ነፃ ቦታ እንደሚያስፈልጋቸው ይደመድማል። የብቸኛ ኤሌክትሮን ጥንድ ዝግጅት ያለው ቅንጣት ምሳሌ ሰልፈር ቴትራፍሎራይድ ነው (ምስል 27)። ማዕከላዊው አቶም በአንድ ጊዜ ብቸኛ ጥንድ ኤሌክትሮኖች ካሉት እና ብዙ ቦንዶችን ከፈጠረ (ለምሳሌ በ XeOF 2 ሞለኪውል ውስጥ) ፣ ከዚያ በጉዳዩ ውስጥ። sp 3 መ- hybridization, እነርሱ trigonal bipyramid (የበለስ. 28) ኢኳቶሪያል አውሮፕላን ውስጥ ይገኛሉ.
ሞለኪውሎች መካከል dipole አፍታዎች
ተስማሚ የሆነ የኮቫለንት ቦንድ ተመሳሳይ አተሞች (H 2፣ N 2፣ ወዘተ) ባካተቱ ቅንጣቶች ውስጥ ብቻ አለ። በተለያዩ አተሞች መካከል ትስስር ከተፈጠረ፣ የኤሌክትሮን መጠጋጋት ወደ አንዱ የአተሞች አስኳል ማለትም ትስስሩ ፖላራይዝድ ይሆናል። የቦንድ ዋልታነት በዲፕሎል አፍታ ተለይቶ ይታወቃል።
የአንድ ሞለኪውል የዲፖል አፍታ ከኬሚካላዊ ትስስር (የብቸኛ ጥንዶች ኤሌክትሮኖች መኖራቸውን ከግምት ውስጥ በማስገባት) ከዲፖል አፍታዎች የቬክተር ድምር ጋር እኩል ነው። የዋልታ ቦንዶች በሞለኪውል ውስጥ በተመጣጣኝ ሁኔታ ከተቀመጡ ፣ አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች እርስ በእርሳቸው ይካሳሉ ፣ እና ሞለኪዩሉ በአጠቃላይ የማይፖላር ነው። ይህ ለምሳሌ በካርቦን ዳይኦክሳይድ ሞለኪውል ይከሰታል. የፖላቶሚክ ሞለኪውሎች ያልተመጣጠነ የዋልታ ቦንዶች (እና ስለዚህ ኤሌክትሮን ጥግግት) በአጠቃላይ ዋልታ ናቸው። ይህ በተለይ በውሃ ሞለኪውል ላይ ይሠራል.
የሞለኪዩሉ የዲፖል ቅጽበት የተገኘው ዋጋ በኤሌክትሮኖች ብቸኛ ጥንድ ሊነካ ይችላል። ስለዚህ፣ ኤንኤች 3 እና ኤንኤፍ 3 ሞለኪውሎች ቴትራሄድራል ጂኦሜትሪ አላቸው (ብቸኛውን የኤሌክትሮኖች ጥንድ ግምት ውስጥ በማስገባት)። የናይትሮጅን-ሃይድሮጅን እና ናይትሮጅን-ፍሎራይን ቦንዶች የ ionity ዲግሪዎች በቅደም ተከተል 15 እና 19% ናቸው, እና ርዝመታቸው 101 እና 137 ፒኤም ነው. በዚህ መሠረት አንድ ሰው የዲፕሎል ቅጽበት NF 3 ትልቅ ነው ብሎ መደምደም ይችላል. ይሁን እንጂ ሙከራው ተቃራኒውን ያሳያል. የዲፕሎል ቅፅበት የበለጠ ትክክለኛ ትንበያ, የብቸኛ ጥንድ የዲፕሎፕ ጊዜ አቅጣጫ ግምት ውስጥ መግባት ይኖርበታል (ምሥል 29).
AO ማዳቀል- ይህ በቅርጽ እና በሃይል ውስጥ የቫሌሽን AO አሰላለፍ ነው የኬሚካላዊ ትስስር በሚፈጠርበት ጊዜ.
1. ኃይላቸው በበቂ ሁኔታ ቅርብ የሆኑ (ለምሳሌ 2s- እና 2p-atomic orbitals) ብቻ በድቅልቅል ውስጥ መሳተፍ የሚችሉት።
2. ክፍት የስራ ቦታዎች (ነጻ) ኤኦዎች፣ ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች እና ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ያላቸው ምህዋሮች በማዳቀል ላይ ሊሳተፉ ይችላሉ።
3. በማዳቀል ምክንያት አዲስ የተዳቀሉ ምህዋሮች ብቅ ይላሉ፣ እነዚህም በህዋ ላይ ያተኮሩ ሲሆን ከሌሎች አተሞች ምህዋር ጋር ከተደራረቡ በኋላ የኤሌክትሮኖች ጥንዶች በተቻለ መጠን በጣም የተራራቁ ናቸው። ይህ የሞለኪዩል ሁኔታ ከዝቅተኛው ሃይል ጋር ይዛመዳል ምክንያቱም በተመሳሳይ የተሞሉ ኤሌክትሮኖች ከፍተኛ መቀልበስ ምክንያት።
4. የማዳቀል አይነት (በማዳቀል ላይ ያለው የ AO ቁጥር) የሚወሰነው በተሰጠ አቶም "ጥቃት" እና በተሰጠው አቶም ውስጥ ያልተጋሩ ኤሌክትሮን ጥንዶች ብዛት ነው።
ለምሳሌ. BF 3 . ቦንድ በሚፈጠርበት ጊዜ፣ የቢ አቶም አኦ እንደገና ተስተካክሏል፣ ወደ አስደሳች ሁኔታ ይሄዳል፡ В 1s 2 2s 2 2p 1 ® B* 1s 2 2s 1 2p 2 .
ድብልቅ ኤኦዎች በ120 o አንግል ላይ ይገኛሉ። ሞለኪውሉ ትክክለኛ ቅርጽ አለው ትሪያንግል(ጠፍጣፋ፣ ባለሶስት ማዕዘን)
3. sp 3 - ማዳቀል.ይህ ዓይነቱ ማዳቀል ለ 4 ኛ ቡድን አተሞች የተለመደ ነው ( ለምሳሌ ካርቦን, ሲሊከን, ጀርመኒየም) በ EH 4 ዓይነት ሞለኪውሎች፣ እንዲሁም ለ C አቶም በአልማዝ፣ በአልካን ሞለኪውሎች፣ ለኤን አቶም በኤንኤች 3 ሞለኪውል፣ NH 4+፣ O atom በ H 2 O ሞለኪውል፣ ወዘተ.
ምሳሌ 1 CH 4 . ቦንድ በሚፈጠርበት ጊዜ የ C Atom AO እንደገና ተስተካክሏል, ወደ አስደሳች ሁኔታ: C 1s 2 2s 2 2p 2 ® C* 1s 2 2s 1 2p 3 .
ዲቃላ ኤኦዎች በ109 ወደ 28" ማዕዘን ላይ ይገኛሉ።
ምሳሌ 2 NH 3 እና NH 4 +.
የ N አቶም ኤሌክትሮኒክ መዋቅር: 1s 2 2s 2 2p 3 . 3 AO ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ያሉት እና 1 AO ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንድ ያለው ድቅል (ድብልቅ) ይካሄዳሉ። በኤሌክትሮን ጥንዶች s-bonds በብቸኛው ኤሌክትሮን ጥንድ ጠንከር ያለ መገለል ምክንያት፣ በአሞኒያ ሞለኪውል ውስጥ ያለው የቦንድ አንግል 107.3 o (ወደ tetrahedral ቅርብ ነው፣ እና ለመምራት አይደለም)።
ሞለኪውሉ የሶስት ጎንዮሽ ፒራሚድ ቅርጽ አለው:
የ sp 3 hybridization ፅንሰ-ሀሳቦች የአሞኒየም ion የመፍጠር እድልን እና በውስጡ ያሉትን ቦንዶች እኩልነት ለማስረዳት ያስችላሉ።
ምሳሌ 3ሸ 2 ኦ.
የአቶም ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር О 1s 2 2s 2 2p 4 . 2 AO ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች የያዙ እና 2 AO ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶችን የያዙ ድቅል ያደርጋሉ። በውሃ ሞለኪውል ውስጥ ያለው የቦንድ አንግል 104.5 ° (እንዲሁም ከቀጥታ ይልቅ ወደ tetrahedral ቅርብ ነው)።
ሞለኪውሉ የማዕዘን ቅርጽ አለው:
የ sp 3 hybridization ጽንሰ-ሐሳብ የኦክሶኒየም (hydroxonium) ion የመፍጠር እድልን እና በበረዶ መዋቅር ውስጥ በእያንዳንዱ ሞለኪውል 4 ሃይድሮጂን ቦንዶች የመፍጠር እድልን ለማስረዳት ያስችላል።
4. sp 3 d-hybridization.ይህ ዓይነቱ ማዳቀል በ EX 5 ዓይነት ሞለኪውሎች ውስጥ ለ 5 ኛ ቡድን (ከ P ጀምሮ) ንጥረ ነገሮች አተሞች የተለመደ ነው።
ለምሳሌ. PCl 5. በመሬት ውስጥ ያለው የፒ አቶም ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር እና በደስታ እንዲህ ይላል: Р 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ® P* 1s 2 2s 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 1. ሞለኪውል ቅርፅ - ሄክሳሄድሮን (ይበልጥ በትክክል - ትሪጎናል ቢፒራሚድ):
5. sp 3 d 2 ማዳቀል.ይህ ዓይነቱ ማዳቀል በ EX 6 ዓይነት ሞለኪውሎች ውስጥ ለ 6 ኛ ቡድን (ከ S ጀምሮ) ንጥረ ነገሮች አተሞች የተለመደ ነው።
ለምሳሌ. ኤስኤፍ6. በመሬት ውስጥ ያለው የኤስ አቶም ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር እና ተደስቷል፡ S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 2 .
ሞለኪውል ቅርጽ - octahedron :
6. sp 3 d 3 ማዳቀል.ይህ ዓይነቱ ማዳቀል በ EX 7 ዓይነት ሞለኪውሎች ውስጥ ለቡድን 7 ንጥረ ነገሮች (ከ Cl ጀምሮ) አተሞች የተለመደ ነው።
ለምሳሌ. IF7. በመሬት ውስጥ ያለው የኤፍ አቶም ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር እና አስደሳች ሁኔታዎች: I 5s 2 3p 5 ® I* 5s 1 3p 3 3d 3 . ሞለኪውል ቅርፅ - decahedron (ይበልጥ በትክክል - ባለ አምስት ጎን ቢፒራሚድ):
7. sp 3 d 4 ማዳቀል.ይህ ዓይነቱ ማዳቀል በ EX 8 ዓይነት ሞለኪውሎች ውስጥ ለቡድን 8 ንጥረ ነገሮች (ከሄ እና ኔ በስተቀር) አተሞች የተለመደ ነው።
ለምሳሌ. XeF 8. በመሬት ውስጥ ያለው የXe አቶም ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር እና ተደስቷል፡ Xe 5s 2 3p 6 ® Xe* 5s 1 3p 3 3d 4 .
ሞለኪውል ቅርጽ - dodecahedron:
ሌሎች የ AO ድቅል ዓይነቶች ሊኖሩ ይችላሉ.
አጠቃላይ እና BIOorganic ኬሚስትሪ
(የትምህርት ማስታወሻዎች)
ክፍል 2. ኦርጋኒክ ኬሚስትሪ
ለ 1 ኛ ዓመት የልዩ የሕክምና ፋኩልቲ ተማሪዎች "የጥርስ ሕክምና"
የሩሲያ ህዝቦች ጓደኝነት ዩኒቨርሲቲ ማተሚያ ቤት ፣
ጸድቋል
RIS የአካዳሚክ ምክር ቤት
የሩሲያ ህዝቦች ጓደኝነት ዩኒቨርሲቲ
Kovalchukova O.V., Avramenko O.V.
አጠቃላይ እና ባዮኦርጋኒክ ኬሚስትሪ (የንግግር ማስታወሻዎች). ክፍል 2. ኦርጋኒክ ኬሚስትሪ. ለ 1 ኛ ዓመት የልዩ "የጥርስ ሕክምና" የሕክምና ፋኩልቲ ተማሪዎች. ሞስኮ: RUDN ዩኒቨርሲቲ, 2010. 108 p.
ለ 1 ኛ ዓመት የሕክምና ፋኩልቲ ተማሪዎች ፣ ልዩ “የጥርስ ሕክምና” የተነበበ የንግግር ማጠቃለያ። በትምህርቱ "አጠቃላይ እና ባዮኦርጋኒክ ኬሚስትሪ" መርሃ ግብር መሰረት የተጠናቀረ.
በጄኔራል ኬሚስትሪ ክፍል ተዘጋጅቷል.
© Kovalchukova O.V., Avramenko O.V.
© የሩሲያ ህዝቦች ጓደኝነት ዩኒቨርሲቲ ማተሚያ ቤት ፣ 2010
መግቢያ
ባዮ ኦርጋኒክ ኬሚስትሪ የኬሚስትሪ ቅርንጫፍ ሲሆን እንደ ባዮኬሚስትሪ፣ ፋርማኮሎጂ፣ ፊዚዮሎጂ እና ሞለኪውላር ባዮሎጂ ካሉ የዩኒቨርሲቲዎች ልዩ የትምህርት ፋኩልቲዎች ጋር በቅርበት የተያያዘ ነው። የኦርጋኒክ ውህዶች አወቃቀር እና ምላሽ ሰጪነት መካከል ያለውን ግንኙነት የሚወስነው ከኦርጋኒክ ኬሚስትሪ አቀማመጥ እና ሀሳቦች የባዮሎጂያዊ ንቁ ሞለኪውሎችን አወቃቀር እና የአሠራር ዘዴዎችን የሚያጠና የሳይንስ መስክ ነው።
በዚህ የትምህርቶች ኮርስ ውስጥ ዋናው ትኩረት የኦርጋኒክ ውህዶችን በካርቦን አፅም አወቃቀር እና በተግባራዊ ቡድኖች ተፈጥሮ ፣ የኦርጋኒክ ሞለኪውሎችን ኬሚካላዊ መዋቅር ከፀረ-ምላሽ ማዕከላት ተፈጥሮ ጋር የሚያገናኙ ህጎች ፣ የኤሌክትሮኒካዊ እና የቦታ አወቃቀራቸው ከኬሚካላዊ ለውጦች ዘዴዎች ጋር ያለው ግንኙነት.
የኦርጋኒክ ውህዶች የኬሚካል መዋቅር ንድፈ ሃሳብ
ኦርጋኒክ ውህዶች- እነዚህ የካርበን ውህዶች ናቸው (ከቀላል በስተቀር) ፣ በውስጡም ቫለንቲ IV ያሳያል።
ኦርጋኒክ ኬሚስትሪየሃይድሮካርቦኖች እና ተዋጽኦዎች ኬሚስትሪ ነው።
በኦርጋኒክ ውህዶች ውስጥ ያለው የካርቦን አቶም በአስደሳች ሁኔታ ላይ ነው እና አራት ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች አሉት፡
6 C 1s 2 2s 2 2p 2 → 6 C* 1s 2 2s 1 2p 3
አስደሳች የካርቦን አቶም የሚከተሉትን ማድረግ ይችላል፡-
1) ከሌሎች የካርቦን አተሞች ጋር ጠንካራ ትስስር ይፈጥራል, ይህም ወደ ሰንሰለቶች እና ዑደቶች መፈጠር;
2) የምሕዋር መካከል hybridization የተለያዩ ዓይነቶች ምክንያት, በካርቦን አተሞች መካከል እና ሌሎች አተሞች (H, O, N, S, P, ወዘተ) ጋር ቀላል, ድርብ እና ሶስቴ ቦንድ ይመሰርታሉ;
3) ከአራት የተለያዩ አተሞች ጋር ይጣመራሉ, ይህም የቅርንጫፎችን የካርበን ሰንሰለቶች እንዲፈጠሩ ያደርጋል.
በኦርጋኒክ ውህዶች ውስጥ የካርቦን አቶም ማዳቀል ዓይነቶች
sp 3 - ማዳቀል
አራቱም የቫሌንስ ምህዋሮች በመዳቀል ላይ ይሳተፋሉ። የቫሌንስ አንግል 109 o 28 '(tetrahedron). የካርቦን አተሞች ቀላል (σ) ቦንዶችን ይመሰርታሉ - ውህዱ ይሞላል።
sp 2 - ማዳቀል
ሶስት ዲቃላ እና አንድ ዲቃላ ያልሆነ ምህዋር ተፈጥረዋል። የቫሌንስ አንግል 120 o (ጠፍጣፋ መዋቅሮች, መደበኛ ሶስት ማዕዘን). ድብልቅ ምህዋር σ-bonds ይመሰርታል። ድቅል ያልሆኑ ምህዋሮች p-bonds ይመሰርታሉ። sp 2– ማዳቀል ከአንድ ፒ-ቦንድ ጋር ላልተሟሉ ውህዶች የተለመደ ነው።
sp - ማዳቀል
ሁለት ዲቃላ እና ሁለት ዲቃላ ያልሆኑ ምህዋር ተፈጥረዋል። የቫሌንስ አንግል 180 o (መስመራዊ መዋቅሮች). የካርቦን አቶም ግዛት ውስጥ ነው sp- hybridization ሁለት ድርብ ቦንድ ወይም አንድ triple bond ምስረታ ውስጥ ይሳተፋል.
የኦርጋኒክ ውህዶች አወቃቀር ጽንሰ-ሐሳብበ 1861 በኤ.ኤም. Butlerov እና የሚከተሉትን ድንጋጌዎች ያካትታል:
1. ሞለኪውሉን የሚያካትቱት አተሞች በሙሉ በቫለሲናቸው መሠረት በጥብቅ በተገለጸው ቅደም ተከተል እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው። አተሞች ወደ ሞለኪውል የተዋሃዱበት ቅደም ተከተል የእሱን ይወስናል የኬሚካል መዋቅር .
2. የኦርጋኒክ ውህዶች ባህሪያት በጥራት እና በቁጥር ስብጥር ላይ ብቻ ሳይሆን በጥምራቸው ቅደም ተከተል (የሞለኪውል ኬሚካላዊ መዋቅር) ይወሰናል.
3. በአንድ ሞለኪውል ውስጥ ያሉት አቶሞች እርስ በእርሳቸው ላይ የጋራ ተጽእኖ ይኖራቸዋል, ማለትም. በሞለኪዩል ውስጥ ያሉ የአተሞች ቡድን ባህሪያት እንደ ሞለኪውሉ እንደ ሌሎች አተሞች ተፈጥሮ ሊለወጡ ይችላሉ። የኦርጋኒክ ሞለኪውሎችን ኬሚካላዊ ባህሪያት የሚወስነው የአተሞች ቡድን ይባላል ተግባራዊ ቡድን .
4. እያንዳንዱ ኦርጋኒክ ውህድ አንድ የኬሚካል ቀመር ብቻ ነው ያለው። የኬሚካላዊ ቀመሩን ማወቅ, የግቢውን ባህሪያት መተንበይ ይችላሉ, እና ባህሪያቱን በተግባር በማጥናት, የኬሚካላዊ ቀመሩን ማቋቋም ይችላሉ.
ኦርጋኒክ ሞለኪውል
የካርቦን አጽም ዓይነቶች:
አሲክሊክ፡
· ቅርንጫፍ;
መደበኛ (መስመራዊ).
ዑደታዊ፡
ካርቦሳይክሊክ (የካርቦን አተሞች ብቻ ዑደት);
heterocyclic (ከካርቦን አተሞች በተጨማሪ ዑደቱ አንዳንድ ሌሎች አተሞችን ያካትታል - ናይትሮጅን, ኦክሲጅን, ድኝ).
በሃይድሮካርቦን ሰንሰለት ውስጥ ያሉ የካርቦን አቶሞች ዓይነቶች
H 3 C-CH 2 -CH-C- CH 3
ዋና የካርቦን አተሞች (አንድ የካርቦን አቶም ባለው ሰንሰለት ውስጥ የተገናኘ ፣ ተርሚናል ነው);
ሁለተኛ ደረጃ የካርቦን አቶም (ከሁለት ተጓዳኝ የካርበን አተሞች ጋር የተገናኘ, በሰንሰለቱ መካከል የሚገኝ);
የሶስተኛ ደረጃ የካርቦን አቶም (በካርቦን ሰንሰለት ቅርንጫፍ ላይ, ከሶስት የካርቦን አተሞች ጋር የተገናኘ);
ኳተርነሪ የካርቦን አቶም (ከካርቦን አተሞች በስተቀር ሌላ ምንም ተጨማሪዎች የሉትም)።
ተግባራዊ ቡድን- የተዋሃዱ ኬሚካላዊ ባህሪያትን የሚወስን ልዩ የአተሞች ቡድን.
ምሳሌዎች ተግባራዊ ቡድኖች;
-እሱ-ሃይድሮክሳይል ቡድን (አልኮሆል ፣ ፊኖል);
C=O- የካርቦን ቡድን (ኬቶኖች, አልዲኢይድስ);
ጋር- የካርቦክሳይል ቡድን (ካርቦክሲሊክ አሲዶች);
-ኤንኤች 2 -አሚኖ ቡድን (አሚኖች);
-SH-ቲዮል ቡድን (ቲዮአልኮሆል)
ኦርጋኒክ ውህድ
| ድብልቅ | ንብረቶች | የኬሚካል መዋቅር |
የኦርጋኒክ ውህድ አተሞች ወደ ሞለኪውሎች በተለያየ መንገድ ሊጣመሩ ይችላሉ. ለምሳሌ፣ የቅንብር C 2 H 6 O የተለያዩ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ካላቸው ሁለት ኬሚካላዊ ውህዶች ጋር ሊዛመድ ይችላል፡
ውህድኦርጋኒክ ውህድ - በእሱ ሞለኪውል ውስጥ የተካተቱ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች አተሞች ብዛት። ኢሶመሮችተመሳሳይ ቅንብር ነገር ግን የተለያዩ ኬሚካዊ መዋቅር ያላቸው ውህዶች. Isomers የተለያዩ ኬሚካላዊ ባህሪያት አሏቸው.
የ isomerism ዓይነቶች
መዋቅራዊ ISOMERISM
የካርቦን ሰንሰለት ኢሶሜሪዝም;
የበርካታ ቦንዶች አቀማመጥ ኢሶሜሪዝም;
የኢንተር ክላስ ኢሶመሪዝም;
ስቴሪዮሶሜሪዝም
ጂኦሜትሪክ(ቦታ ፣ cis-ትራንስ- ከድርብ ቦንዶች ጋር የድብልቅ ውህዶች isomerism;
 |  |
| cis-ቡቲን-2 | ትራንስ-ቡቲን-2 |
ጂኦሜትሪክ ኢሶሜሪዝም የሚቻለው እያንዳንዳቸው በድርብ ቦንድ ምስረታ ውስጥ የሚሳተፉት የካርበን አተሞች የተለያዩ ተተኪዎች ካሏቸው ነው። ስለዚህ ፣ ለ butene-1 CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3 ፣ ጂኦሜትሪክ ኢሶሜሪዝም የማይቻል ነው ፣ ምክንያቱም በድርብ ቦንድ ውስጥ ካሉት የካርቦን አቶሞች አንዱ ሁለት ተመሳሳይ ተተኪዎች (ሃይድሮጂን አተሞች) ስላለው።
ጂኦሜትሪክ(ቦታ ፣ cis-ትራንስየሳይክል ገደብ ውህዶች isomerism;
ዑደቱን የሚፈጥሩ ቢያንስ ሁለት የካርቦን አተሞች የተለያዩ ተተኪዎች ካሏቸው ጂኦሜትሪክ ኢሶሜሪዝም ይቻላል ።
ኦፕቲካል:
ኦፕቲካል ኢሶሜሪዝም በሞለኪውሎች ቺሪሊቲ ምክንያት የስቴሪዮሶሜሪዝም ዓይነት ነው። በተፈጥሮ ውስጥ እንደ አንድ ሰው ሁለት እጆች የሚዛመዱ ውህዶች አሉ. የእነዚህ ውህዶች ባህሪያት አንዱ ከመስታወት ምስል ጋር አለመጣጣም ነው. ይህ ንብረት ቻሪሊቲ (ከግሪክ. « ጋር ወራሽ"- እጅ).
የሞለኪውሎች የኦፕቲካል እንቅስቃሴ ለፖላራይዝድ ብርሃን ሲጋለጡ ይታያል. የፖላራይዝድ የብርሃን ጨረር በኦፕቲካል አክቲቭ ንጥረ ነገር መፍትሄ ውስጥ ካለፈ ፣ ከዚያ የፖላራይዜሽን አውሮፕላኑ ይሽከረከራል። ኦፕቲካል ኢሶመሮች ቅድመ ቅጥያዎችን በመጠቀም የተሰየሙ ናቸው። መ -
