Küsimus:
Mitte-täisarvuline hübridiseerimine
ManishEarth
2012-05-04 17:23:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen teadnud, et hübridiseerimine moonutatud geomeetrias pole täpselt $ sp ^ 3 $ või $ sp ^ 2 $ või mis iganes. Näiteks $ \ ce {PH3} $ on peaaegu puhtad $ p $ orbitaalid $ \ ce {PH} $ võlakirjas ja üksik paar on peaaegu puhas $ s $ orbitaal.

Põhimõtteliselt, kuna hübridisatsioon on lainefunktsioonide liitmine, saame kettide täiusliku sümmeetrilise liitmise asemel midagi muud. p> sellele küsimusele vastates sain aru, et arvude ennustamine pole nii lihtne.

Tehke sama pilt kaablist $ \ ce {B2H6} $:

enter link description here

Alguses, nähes 97 °, mõtlesin ma "hästi, sisemised $ \ ce {BH} $ võlakirjad on peaaegu puhtad $ p $ ". Kuid sellega ei suutnud ma aru saada, kust 120 ° tuli, sest see on ideaalse $ sp ^ 2 $ jaoks.

Sain siis aru, et olin rumal ja see polnud nii lihtne - see, et teil on 120 °, ei tähenda puhast $ sp ^ 2 $. Kuid ma olin kahjumis ja üritasin teada saada ligikaudseid hübridisatsioone $ \ ce {B2H6} $ jaoks.

Kuidas üldiselt ennustada selliseid "ebaühtlaseid hübridisatsioone", kui on teada sidemenurgad?

Ligikaudsed hinnangud on korras - usun, et täpsed segusuhted nõuavad teatud teadmisi täpsete lainefunktsioonide kohta.

Ma pole kunagi kohanud mitte-täisarvulist hübridisatsiooni ja ma ei arva, et hübridiseerimine oleks nii kasulik kui mõiste
@Manishearth Seondumisnurgaga 120 on minu arvates mõistlik sp2 ja siis korralik MO-teooria P orbitaalidel ja vesinike ühendamisel.
@Nick: Jah, võib-olla on see süsteem banaanisideme tõttu väljaspool VSEPRi võimalusi (isegi ma arvan seda nüüd). Kuid see oli vaid näide.
Kolm vastused:
#1
+18
Jiahao Chen
2012-05-11 04:24:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Klassikaline hübridisatsiooniteooria ei võimalda mitteintegratsioonilisi hübridisatsioone. Kuid ab initio arvutusi saab tõlgendada võlakirjade järjestuse analüüsimeetodi abil, näiteks NBO, kus MO koefitsiente kasutatakse klassikalisele hübridisatsioonipildile võimalikult lähedase analoogi pakkumiseks.

Näiteks Paulingu valentsisidemeteooria (kus hübridisatsioon võeti esmakordselt kasutusele) ühel puhtast $ sp $ orbitaalist on lainefunktsioon

$$ \ phi_ {sp} = \ frac {1} {\ sqrt 2} \ phi_ {s} + \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ phi_ {p_x} $$

Koefitsientide ruutu võttes on see orbiit tähemärgiks $ \ frac 1 2 $ s ja $ \ frac 1 2 $ p tähemärki, st see on orbitaal $ sp $.

Võlakirjade tellimisanalüüsi meetodi põhiidee on molekulaarse orbiidi uuesti väljendamine sarnaseks vormiks

$$ \ phi = c_1 \ phi_ {As} + c_2 \ phi_ {Ap_x} + c_3 \ phi_ {Ap_y} + c_4 \ phi_ {Ap_z} + \ dots $$

Kui teine koefitsiendid on väga väikesed, suhe

$$ n = \ frac {c_2 ^ 2 + c_3 ^ 2 + c_4 ^ 2} {c_1 ^ 2} $$

annaks number, mida võiks kasutada, tõlgendab $ \ phi $ orbitaalina $ sp ^ n $ aatom $ A $.

Muuda: Mis puudutab hübridiseerumisseisundite järeldamist tuuma geomeetriate otsesest uurimisest, siis põhimõtteliselt puudub selline otsene seos elektrooniliste struktuuriteooriates, mis on keerukamad kui VSEPR. Esimene neist on elektrooniline omadus, samas kui aatomituumade ruumiline paigutus pole ja nende kahe suhe muutub palju keerulisemaks.

"Mis puutub hübridiseerumisseisundite järeldamisse tuuma geomeetriate otsesest kontrollist, siis põhimõtteliselt puudub selline otsene seos elektroonilistes struktuuriteooriates, mis on keerukamad kui VSEPR." Ma oleksin lootnud, et saate seda veelgi selgitada. Näiteks Benti reegel annab selgituse geomeetria ja hübridisatsiooni vahelise seose kohta ja leian, et see on palju keerukam kui VSEPR.
#2
+3
Mecury-197
2015-10-10 18:18:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lainefunktsioone saab kasutada (nagu AcidFlaski vastuses kirjeldatud), kuid millegi jaoks, millel on just s ja p hübridisatsioon (tetraeedriline, trig-tasapinnaline, TBP ekvatoriaalne asukoht), on mul lihtsam kasutada valemit $ \ cos x = \ frac {S} {S-1} = \ frac {P-1} {P} $, kus $ x $ on nurk keskaatomi ja kahe ühesuguse siduva aatomi vahel (kraadides), $ S \ korda 100 ~ \% $ on s-tähe protsent igas võlakirjas ja $ P \ korda 100 ~ \% $ on p-tähe protsent võlakirjades.

Väga hästi saab selgitada näiteks seda, miks $ \ ce {PH3} $ ja $ \ ce {NH3} $ toimivad alustena erinevalt, kuna selle abil saab näidata, et võlakirjad on peamiselt p- märk (~ $ 95 ~ \% $), nii et üksikpaar $ \ ce {PH3} $ on peamiselt s-orbiidil, seega ka nõrgem alus. Seda saab rakendada ka teie molekulile, näiteks 93-kraadise nurga all olevatel sidemetel on tähemärk $ 13 ~ \% $ s, seega $ 86 ~ \% $ p.

Alla 90-kraadiste nurkade korral valem ei tööta (negatiivsed vastused), kuid alla 90-nurgad peavad olema kõik p, kuna need esindavad painutatud (või banaani) sidemeid, kui nad esinevad molekulides (nagu sinu oma), kui ühtegi orbitaali pole avatud.

Valem töötab ainult väga sümmeetriliste molekulide puhul ja see omistaks sama hübridiseerimise sidemele, millega te nurka võrdlete. See ignoreerib täielikult molekuli muid sidemeid, fenomenoloogilise selgituse leiate Benti reeglist.
#3
  0
Dan Singleton
2018-09-04 00:02:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen aastaid hiljem selle otsa komistanud ja kuna see leht on Google'i otsingu hulgas mitte-täisarvulise hübridiseerimise esikohal, mõtlesin, et peaksin mõned asjad parandama.

Mitte-täisarvuline hübridiseerimine on olnud umbes algusest peale, kuna matemaatika langeb hübriidorbaalide genereerimiseks kasutatud orbitaalide koefitsientidest triviaalselt välja. See eelneb NBO-le juba mitu aastakümmet.

Mitte-täisarvuline hübridiseerimine on sidumiseks kasulik mudel, sest see annab paljude asjade jaoks lihtsad selgitused. Näidete hulka kuuluvad tsüklopropaanide ja tsükliliste ketoonide IR-venitus, bitsüklobutaanide happesus, takistatud amiinide aluselisus, HCH-sidemenurgad väikestes ringides. See annab lihtsa orbitaalse aluse VSEPRi ideedele, näiteks HXH nurk H3CCl-s vs ammoniaak. Nagu iga mudeli puhul, kukub see väljapoole tema pädevust ja teie läbisõit võib varieeruda sõltuvalt sellest, kas leiate, et see on lihtsaim viis asjadest aru saada. Hiljutistes õpikutes ei nähta selle matemaatikat sageli, kuid selle ideed on kaudsed paljude asjade kirjeldamisel.

Kahe orbitaali vahelise nurga ja hübridisatsiooni vahel on väga lihtne matemaatiline seos. Kui kirjeldate orbiidi hübridiseerumist sp ^ (lambda ^ 2), siis lambda ^ 2 = -1 / cos (nurk). Näiteks on HCH nurk tsüklopropaanis 116 ° ja sellest leiate, et CH sidemete hübridisatsioon on sp ^ 2,28.

Nii et algse küsimuse puhul tähendavad 120 ° nurgad seda, et nende BH sidemete jaoks kasutatavad orbitaalid on sisuliselt puhtad sp2. Sisemiste BH-sidemete orbitaalide hübridiseerimine on veidi keerulisem. Hübridisatsiooni määramiseks ei saa rõnga nurki kasutada, kuna aatomite piiramisel on sageli painutatud sidemed, kuid iga boori s-täht peab olema 1. Kuna välised BH-sidemed kulutavad 2/3 s-st, ülejäänud 1/3 jaguneb kahe orbitaali vahel ja nende hübridisatsioon on umbes sp5 (1/6 s).

Selle kõige kohta on tohutult palju vana kirjandust.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...