Join date : 01/01/1970
 |  Tiêu đề: Khái niệm về sự lai hóa ( về các obitan nguyên tử) 13.08.11 22:29 | |
| | |  | | | Sự lai hóa là cơ bản của sự liên kết các nguyên tử trong các phân tử ,trong Sgk lớp 10 thỳ bài obitan là bài đọc thêm nhưng mình nghĩ nó cần thiết cho các bạn ấy để học tốt hơn chuơng trình lớp 11 , 12 và đại học .......
Trong thuyết hóa trị định hướng, khái niệm về sự lai hóa các obitan nguyên tử là quan trọng nhất. Pauling và Slayter là người đề xuất vào năm 1931 để giải thích sự định hướng và độ bền của các hợp chất hữu cơ và vô cơ (chủ yếu là các phức chất).
Khái niệm
Sự lai hóa các obitan nguyên tử là sự tổ hợp một số các obitan trong nguyên tử để được chừng ấy obitan lai hóa giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian.
Ví dụ: Trong phân tử CH4, khi nguyên tử cacbon (C) tham gia liên kết với bốn nguyên tử H tạo thành phân tử CH4 thì obitan 2s đã trộn lẫn với ba obitan 2p tạo thành bốn obitan mới giống hệt nhau gọi là bốn obitan lai hóa sp3. Bốn obitan lai hóa sp3 xen phủ với bốn obitan 1s của bốn nguyên tử H tạo thành bốn liên kết C - H giống nhau.
Nguyên nhân của sự lai hoá là các obitan hóa trị ở các phân lớp khác nhau có năng lượng và hình dạng khác nhau cần phải đồng nhất để tạo được liên kết bền với các nguyên tử khác.
[sửa] Lai hóa giữa obitan 2s và obitan 2p
Khi obitan 2s của nguyên tử cacbon tổ hợp với 1 hoặc nhiều obitan 2p thì sẽ xảy ra ba trường hợp sau:
Obitan 2s + 1 Obitan 2p → 2 Obitan lai hóa sp + 2 Obitan 2p còn lại
Qbitan 2s + 2 Qbitan 2p → 3 Obitan lai hóa sp2 + 1 Obitan 2p còn lại
Obitan 2s + 3 Qbitan 2p → 4 Obitan lai hóa sp3 Obitan lai hóa sẽ được dùng trong liên kết sigma với nguyên tử khác, các obitan còn lại được dùng cho liên kết pi. Obitan lai hóa sp thường được dùng để liên kết với 2 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử, obitan lai hóa sp2 thường liên kết với 3 và obitan lai hóa sp3 thường liên kết với 4 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử.
Lai hóa sp3
 
4 obitan lai hóa sp3
Lai hóa sp3 là sự tổ hợp 1 obitan s với 3 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 4 obitan lai hóa sp3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của hình tứ giác đều, các trục đối xứng của chúng tạo với nhau một góc ≈ 109.5°
Lai hóa sp3 được gặp ở các nguyên tử O, N, C trong các phân tử H2O, NH3, CH4 và các ankan.
Ví dụ: phân tử metan CH4
Cấu hình electron của nguyên tử C ở trạng thái kích thích:
Obitan 2s lai hóa với 3 obitan 2p tạo thành 4 obitan lai hóa sp3
4 obitan lai hóa sp3 xen phủ với obitan 1s của nguyên tử hyđro tạo thành 4 liên kết sigma.
 chuyển thành 
Góc liên kết trong phân tử CH4 là 109°28"
Lai hóa sp2
3 obitan lai hóa sp2
Mô hình phân tử C2H4
Lai hóa sp2 là sự tổ hợp 1 obitan s với 2 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 3 obitan lai hóa sp2 nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ tâm đến đỉnh của tam giác đều. Góc liên kết là 120°.
Lai hóa sp2 được gặp trong các phân tử BF3, C2H4...
Ví dụ: phân tử etilen C2H4:
Cấu hình electron của nguyên tử C ở trạng thái kích thích:
Obitan 2s lai hóa với 2 obitan 2p tạo thành 3 obitan lai hóa sp2
Ba obitan lai hóa sp2 tạo 1 liên kết sigma giữa hai nguyên tử cacbon và 2 liên kết sigma với hai nguyên tử hyđro. Mỗi nguyên tử cacbon còn 1 obitan p không tham gia lai hóa sẽ xen phủ bên với nhau tạo liên kết pi.
Lai hóa sp
Mô hình phân tử C2H2
Lai hóa sp là sự tổ hợp 1 obitan s với 1 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 2 obitan lai hóa sp nằm thẳng hàng với nhau hướng về 2 phía, đối xứng nhau. Góc liên kết là 180°.
Lai hóa sp được gặp trong các phân tử BeH2, C2H2, BeCl2...
Ví dụ: phân tử C2H2
Cấu hình electron của nguyên tử C ở trạng thái kích thích:
Obitan 2s lai hóa với 1 obitan 2p tạo thành 2 obitan lai hóa sp
Hai obitan lai hóa sp tạo 1 liên kết sigma giữa hai nguyên tử cacbon và 1 liên kết sigma với 2 nguyên tử hyđro. Hai obitan p còn lại xen phủ bên với nhau từng đôi một tạo ra 2 liên kết pi
|
| |
|
