Примеры на определение типа гибридизации атомов в молекулах органических веществ

теперь когда мы имеем представление о типах гибридизации давайте разберем пару примеров и так нам нужно определить гибридизацию и предсказать геометрию для всех атомов в данной молекуле кроме водорода начнем с этого атома углерода и для того чтобы быстро определить тип гибридизации нужно рассмотреть представленную на схеме структуру молекулы этот метод называется методом валентных связей у атома углерода здесь двойная связь то есть он должен быть sp 2-гибридизирован тогда geometry вокруг этого углерода должно быть плоской тригональной с углами между связями около 120 градусов у этого атома углерода также двойная связь поэтому он также sp 2-гибридизирован и имеет тригональной плоскую геометрию теперь перейдем к следующему атому углерода вокруг которого мы видим одинарные связи если все связи одинарные то можно сделать вывод что это sp3 гибридизированный атом мы знаем что в случае sp3 гибридизации наблюдается тетраэдрической геометрии с углами между связями в сто девять с половиной градусов теперь перейдем к этому атому углерода данный атом имеет тройную связь с правой стороны тройная связь означает что здесь он должен быть sp-гибридизован следовательно геометрия будет линейной с углом связи 180 градусов то же самое с этим атомом углерода у него тройная связь с предыдущим атомом углерода поэтому он также sp-гибридизован и имеет у линейную геометрию теперь давайте посчитаем общее количество сигма и пи-связей мы говорили об этих типах связей в предыдущем видео давайте сначала сосчитаем число сигма-связей начнем с первого атома углерода здесь есть сигма-связь с одним и еще одним атомом водорода и еще одна сигма-связь со вторым атомом углерода мы знаем что в нашей двойной связи одна связь является sigma 2 пи поэтому теперь переходим к пи-связи который буду изображать красным цветом давайте продолжим итак это одинарная связь является сигма-связью и вот здесь у нас тоже сигма-связь все эти простые связи являются сигма связями когда появляется тройная связь давайте комбинации одна связь будет сигма-связью две другие и связями здесь есть ещё одна связь это одинарная связь которая представляет собой сигма-связь если вы сочетаете все сигма-связи тогда у вас должно получится 10 сигма-связей давайте проверим 12 3 4 5 6 7 8 9 и 10 сигма-связей и должно быть три пи-связи вы также можете найти тип гибридизации используя стерическое число давайте вернемся к этому атому углерода и найдем его гибридизован а и состоянии стерическое число равно числу сигма-связей плюс число неподелённых пар электронов и так здесь 1 2 3 сигма-связи вокруг этого атома углерода таким образом 3 + 0 получается стерическое число равное трем поэтому мне нужно 3 гибридные орбитали который я получаю при sp2 гибридизации и так и рассмотрим следующий атом углерода здесь присутствует 1 2 3 4 сигма-связи таким образом стерическое число будет равно 4 сигма-связи плюс 0 неподелённых пар электронов в результате получается значение стерического числа равна 4 следовательно здесь должно быть четыре гибридные орбитали с этим атомом углерода связаны четыре орбитали pre sp3 гибридизацией наконец мы добрались до последнего атома углерода напоминаю что стерическое число равно количеству сигма-связей плюс число неподеленных пар электронов у этого атома углерода из 2 сигма-связи и 0 неподеленных электронных пар следовательно стерическое число равно двум это означает что у атома 2 гибридизован ее орбитали ссп гибридизацией теперь давайте рассмотрим еще один пример прежде чем мы начнем обратите внимание что я не рассматривал атомы водорода потому что водород связан только одной связью с другим атомом это означает что здесь нет никакой геометрии которую можно было бы рассмотреть итак перейдем к следующему примеру у нас здесь молекула диэтилового эфира мы начнем с этого атома углерода и определим его тип гибридизации сразу обращаю ваше внимание что вокруг этого атома углерода из только одинарные связи которые являются сигма связями поэтому мы можем сделать вывод что углерод является sp3 гибридизированным статора и dry ческой геометрии теперь мы перейдем к следующему атому углерода здесь похожая структура в которой представлены только сигма или одинарные связи так что этот углерод также является sp3 гибридизированным и следовательно имеет тетраэдрическую геометрию далее мы рассмотрим атом кислорода и определим гибридизацию а также геометрию вокруг него и для этого нам понадобится стерическое число посчитаем количество сигма-связей мы видим что здесь есть одна и вот еще одна итого у нас получилось 2 сигма-связи теперь найдем число неподеленных пар электронов вокруг данного атома вот одна такая пара электронов вот вторая неподеленная пара электронов и так у меня есть две неподеленные пары электронов вычислим стерическое число два плюс два получается четыре следовательно у данного атома кислорода должны быть четыре гибридизован ее орбитали мы знаем что это происходит при sp3 гибридизацией то есть этот атом кислорода sp3 гибридизирован с четырьмя sp3 орбиталями теперь определим его геометрию вокруг этого атома 4 электронные группы и каждая электронная группа находится на sp3 орбитали геометрия этих электронных групп может быть тетраэдрической но это не так если не принимать в расчет неподеленные пары электронов ты вы можете увидеть что форма молекулы в этом месте изогнутая несмотря на то что кислород и является sp3 гибридизированным его геометрия не тетраэдрической а а изогнутая или угловая из-за симметрии этот атом углерода будет точно такой же как и этот углерод так что он также является sp3 гибридизированным далее этот углерод здесь такой же как и этот углерод поэтому он также является sp3 гибридизированным как видите симметрия значительно упростило нашу задачу давайте рассмотрим последний пример мы должны определить в тип гибридизации и самый быстрый способ сделать это использовать метод валентных связей поэтому снова начнем с атома углерода мы должны определить тип гибридизации и самый быстрый способ сделать это использовать метод валентных связей и так здесь есть одна двойная связь с этим атомом углерода поэтому он должен быть sp2 гибридизированным то есть в данном случае геометрия данного атома плоско это региональная далее мы воспользуемся стерическим числом которое равно количество сигма-связей плюс число неподеленных электронных пар вот одна сигма-связь и вот 2 также мы имеем двойную связь между углеродом и кислородом поэтому одна из них сигма а другая пи-связь которую я здесь изображу красным таким образом вокруг этого атома углерода имеются три сигма-связи и нет неподеленных электронных пар 3 + 0 дают мне стерическое число 3 поэтому данные атом имеет три орбитали с sp2 гибридизации геометрия атома кислорода нас не интересует потому что он связан с одним единственным атомом углерода далее переходим к следующему атому углерода вокруг него из только одинарные связи поэтому он должен быть sp3 гибридизирован с цифрой 3 ческой геометрии тоже самое можно сказать об этом атоме углерода он окружён одиночными сигма связями поэтому можно сделать вывод что здесь у нас sp3 гибридизация с тетраэдрической геометрии и наконец мы дошли до атома азота н чтобы определить его гибридизацию мы воспользуемся стерическим числом которая как нам известно равно сумме числа сигма-связей и числа неподеленных электронных пар у этого азота в данном случае есть сигма-связь вот одна здесь мы видим еще одну а вот и третья сигма-связь в данного атома также есть одна неподелённая пара электронов 3 плюс 1 получается стерическое число равно 4 это означает что у этого атома есть четыре орбитали и это sp3 гибридизация и так данный атом азота sp3 гибридизирован на его геометрия не является тетраэдрической как мы уже обсуждали в предыдущих видео в случае 3 сигма-связи и 1 неподелённая пара электронов неподелённая пара электронов будет находиться на sp3 орбитали если мы посмотрим на эту геометрию не принимая в расчет неподеленную пару электронов с которой в подобных случаях никогда не считаются то мы можем видеть следующее у нас имеется вот такая форма причем азот связан с тремя атомами углеродом в водородом еще одним водородом таким образом у нас есть такая специфическая форма такую геометрию мы называем тригональной пирамидальной данную геометрию мы наблюдаем вокруг этого атома азота спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим