Valentinės jungties metodas leidžia aiškiai paaiškinti daugelio molekulių erdvines charakteristikas. Tačiau įprastos orbitų formų idėjos nepakanka norint atsakyti į klausimą, kodėl, jei centrinis atomas skiriasi s, p, d– valentinės orbitalės, jos suformuoti ryšiai molekulėse su identiškais pakaitais savo energetinėmis ir erdvinėmis savybėmis pasirodo esantys lygiaverčiai. XX amžiaus dešimtmetyje Linusas Paulingas pasiūlė elektronų orbitų hibridizacijos koncepciją. Hibridizacija yra abstraktus atominių orbitų formų ir energijos derinimo modelis.

Hibridinių orbitų formų pavyzdžiai pateikti 5 lentelėje.

5 lentelė. Hibridas sp, sp 2 , sp 3 orbitos

Hibridizacijos sąvoką patogu naudoti aiškinant molekulių geometrinę formą ir ryšio kampų dydį (2–5 užduočių pavyzdžiai).

Molekulių geometrijos nustatymo BC metodu algoritmas:

A. Nustatykite centrinį atomą ir σ-jungčių skaičių su galiniais atomais.

b. Nubraižykite visų atomų, sudarančių molekulę, elektronines konfigūracijas ir išorinių elektroninių lygių grafinius vaizdus.

V. Pagal BC metodo principus, kiekvienam ryšiui susidaryti reikia elektronų poros, bendruoju atveju po vieną iš kiekvieno atomo. Jei centriniam atomui neužtenka nesuporuotų elektronų, reikėtų manyti, kad atomas sužadinamas vienai iš elektronų poros pereinant į aukštesnį energijos lygį.

d. Daryti prielaidą, kad reikalinga hibridizacija ir jos tipas, atsižvelgiant į visus ryšius ir pirmojo periodo elementų – nesuporuotus elektronus.

e. Remdamiesi aukščiau pateiktomis išvadomis, nubrėžkite visų molekulėje esančių atomų elektronines orbitas (hibridines ar ne) ir jų sutapimą. Padarykite išvadą apie molekulės geometriją ir apytikslę ryšio kampų reikšmę.

f Nustatykite ryšio poliškumo laipsnį pagal atomų elektronegatyvumo reikšmes (6 lentelė) Nustatykite dipolio momento buvimą pagal teigiamų ir neigiamų krūvių svorio centrų vietą ir (arba) molekulės simetriją. .

6 lentelė. Kai kurių elementų elektronegatyvumo reikšmės pagal Paulingą

Užduočių pavyzdžiai

1 pratimas. Apibūdinkite cheminį ryšį CO molekulėje naudodami BC metodą.

Sprendimas (25 pav.)

A. Nubraižykite visų atomų, sudarančių molekulę, elektronines konfigūracijas.

b. Norint sukurti ryšį, būtina sukurti socializuotas elektronų poras

25 pav. Ryšio susidarymo CO molekulėje schema (be orbitinės hibridizacijos)

Išvada: CO molekulėje yra triguba jungtis C≡O

Galime manyti, kad CO molekulė yra sp-abiejų atomų orbitalių hibridizacija (26 pav.). Suporuoti elektronai, nedalyvaujantys formuojant ryšį, yra ant sp- hibridinė orbita.

26 pav. Ryšio susidarymo CO molekulėje schema (atsižvelgiant į orbitinę hibridizaciją)

2 užduotis. Remdamiesi BC metodu, priimkite BeH 2 molekulės erdvinę struktūrą ir nustatykite, ar molekulė yra dipolis.

Problemos sprendimas pateiktas 7 lentelėje.

7 lentelė. BeH 2 molekulės geometrijos nustatymas

	Elektroninė konfigūracija		Pastabos
A.			Centrinis atomas yra berilis. Jis turi sudaryti dvi ϭ-jungtis su vandenilio atomais
b.	H: 1 s 1 Būk: 2 s 2		Vandenilio atomas turi nesuporuotą elektroną, berilio atomas turi visus elektronus suporuotas, jis turi būti perkeltas į sužadintą būseną
V.	H: 1 s 1 būti*: 2 s 1 2p 1		Jei vienas vandenilio atomas yra sujungtas su beriliu dėl 2 s-berilio elektronas, o kitas - dėl 2 p-berilio elektroną, tada molekulė neturėtų simetrijos, kuri nėra energetiškai pagrįsta, o Be–H ryšiai nebūtų lygiaverčiai.
G.	H: 1 s 1 būti*: 2( sp) 2		Reikėtų manyti, kad yra sp- hibridizacija
d.			Du sp-hibridinės orbitos yra 180° kampu, BeH 2 molekulė yra tiesinė
e.		Elektronegatyvumas χ H = 2,1, χ Be = 1,5, todėl ryšys kovalentinis polinis, elektronų tankis pasislenka į vandenilio atomą, ant jo atsiranda nedidelis neigiamas krūvis δ–. Ant berilio atomo δ+. Kadangi svorio centrai teigiami ir neigiamas krūvis sutampa (ji yra simetriška), molekulė nėra dipolis.

Panašūs samprotavimai padės apibūdinti molekulių geometriją sp 2 - ir sp 3-hibridinės orbitos (8 lentelė).

8 lentelė. BF 3 ir CH 4 molekulių geometrija

3 užduotis. Remdamiesi BC metodu, paimkite H 2 O molekulės erdvinę struktūrą ir nustatykite, ar molekulė yra dipolis. Galimi du sprendimai, jie pateikti 9 ir 10 lentelėse.

9 lentelė. H 2 O molekulės geometrijos nustatymas (be orbitinės hibridizacijos)

	Elektroninė konfigūracija	Grafinis vaizdas išorinio lygio orbitalės	Pastabos
A.
b.	H: 1 s 1 O: 2 s 2 2p 4
V.			Yra pakankamai nesuporuotų elektronų, kad sudarytų dvi ϭ jungtis su vandenilio atomais.
G.			Hibridizacijos galima nepaisyti
d.
e.

Taigi vandens molekulės jungties kampas turėtų būti apie 90°. Tačiau kampas tarp jungčių yra maždaug 104°.

Tai galima paaiškinti

1) arti vienas kito esančių vandenilio atomų atstūmimas.

2) Orbitalių hibridizacija (10 lentelė).

10 lentelė. H 2 O molekulės geometrijos nustatymas (atsižvelgiant į orbitų hibridizaciją)

	Elektroninė konfigūracija	Grafinis išorinio lygio orbitalių vaizdavimas	Pastabos
A.			Centrinis atomas yra deguonis. Jis turi sudaryti dvi ϭ jungtis su vandenilio atomais.
b.	H: 1 s 1 O: 2 s 2 2p 4		Vandenilio atomas turi nesuporuotą elektroną, o deguonies atomas turi du nesuporuotus elektronus.
V.			Vandenilio atomas turi nesuporuotą elektroną, o deguonies atomas turi du nesuporuotus elektronus.
G.			104° kampas rodo buvimą sp 3-hibridizacija.
d.			Du sp 3-hibridinės orbitos išsidėsčiusios maždaug 109° kampu, H 2 O molekulė savo forma artima tetraedrui, ryšio kampo sumažėjimas paaiškinamas elektronų nesurišančios poros įtaka.
e.		Elektronegatyvumas χ Н = 2,1, χ О = 3,5, todėl ryšys kovalentinis polinis, elektronų tankis pasislinkęs į deguonies atomą, ant vandenilio atomo δ+ atsiranda nedidelis neigiamas krūvis. Kadangi teigiamo ir neigiamo krūvių svorio centrai nesutampa (ji nėra simetriška), tai molekulė yra dipolis.

Panašūs samprotavimai leidžia paaiškinti ryšio kampus amoniako molekulėje NH 3 . Hibridizacija, apimanti nedalomą elektronų poros, paprastai daromos tik II periodo elementų atomų orbitalėse. Ryšio kampai molekulėse H 2 S = 92°, H 2 Se = 91°, H 2 Te = 89°. Tas pats pastebimas ir serijose NH 3, РH 3, AsH 3. Apibūdindami šių molekulių geometriją, tradiciškai jos nesinaudoja hibridizacijos sąvoka, arba tetraedrinio kampo sumažėjimą aiškina didėjančia vienišos poros įtaka.

Hibridizacijos koncepcija

Valentinių atominių orbitų hibridizacijos samprata JAV chemikas Linusas Paulingas pasiūlė atsakyti į klausimą, kodėl, jei centrinis atomas turi skirtingas (s, p, d) valentines orbitales, ryšiai, kuriuos jis sudaro poliatominėse molekulėse su tais pačiais ligandais, savo energija yra lygiaverčiai. erdvines charakteristikas.

Hibridizacijos sąvokos yra pagrindinės valentinio ryšio metodo. Pati hibridizacija nėra tikras fizinis procesas, o tik patogus modelis, leidžiantis paaiškinti molekulių elektroninę struktūrą, ypač hipotetines atominių orbitų modifikacijas formuojant kovalentinį cheminį ryšį, ypač ilgių derinimą. cheminių ryšių ir ryšių kampų molekulėje.

Hibridizacijos sąvoka buvo sėkmingai pritaikyta kokybiniam paprastų molekulių aprašymui, tačiau vėliau buvo išplėsta į sudėtingesnes. Kitaip nei molekulinių orbitalių teorija, ji nėra griežtai kiekybinė, ji negali numatyti net tokių paprastų molekulių kaip vanduo fotoelektronų spektrų. Šiuo metu daugiausia naudojamas metodiniais tikslais ir sintetinėje organinėje chemijoje.

Šis principas atsispindi Gillespie-Nyholm elektronų porų atstūmimo teorijoje. Pirma ir dauguma svarbi taisyklė kuris buvo suformuluotas taip:

"Elektronų poros atomo valentingame apvalkale yra išdėstytos taip, kad jos būtų kuo toliau viena nuo kitos, tai yra, elektronų poros elgiasi taip, tarsi atstumtų viena kitą."

Antroji taisyklė yra ta „Visos elektronų poros, įtrauktos į valentinį elektronų apvalkalą, yra laikomos esančiomis tokiu pačiu atstumu nuo branduolio“.

Hibridizacijos rūšys

sp hibridizacija

Atsiranda, kai susimaišo viena s- ir viena p-orbita. Susidaro dvi lygiavertės sp-atominės orbitalės, išsidėsčiusios tiesiškai 180 laipsnių kampu ir nukreiptos skirtingomis kryptimis nuo anglies atomo branduolio. Dvi likusios nehibridinės p-orbitalės yra viena kitai statmenose plokštumose ir dalyvauja formuojant π ryšius arba užima pavienes elektronų poras.

sp 2 hibridizacija

Atsiranda, kai susimaišo viena s ir dvi p orbitalės. Suformuojamos trys hibridinės orbitos, kurių ašys yra toje pačioje plokštumoje ir nukreiptos į trikampio viršūnes 120 laipsnių kampu. Nehibridinė p-atominė orbita yra statmena plokštumai ir, kaip taisyklė, dalyvauja formuojant π ryšius

sp 3 hibridizacija

Atsiranda, kai susimaišo viena s- ir trys p-orbitalės, sudarydamos keturias vienodos formos ir energijos sp3-hibridines orbitales. Jie gali sudaryti keturis σ ryšius su kitais atomais arba būti užpildyti vienišomis elektronų poromis.

Sp3-hibridinių orbitalių ašys nukreiptos į taisyklingo tetraedro viršūnes. Tetraedrinis kampas tarp jų yra 109°28", kas atitinka mažiausią elektronų atstūmimo energiją. Taip pat sp3 orbitalės gali sudaryti keturis σ ryšius su kitais atomais arba būti užpildytos vienišomis elektronų poromis.

Hibridizacija ir molekulinė geometrija

Atominių orbitų hibridizacijos samprata remiasi Gillespie-Nyholm elektronų poros atstūmimo teorija. Kiekvienas hibridizacijos tipas atitinka griežtai apibrėžtą centrinio atomo hibridinių orbitalių erdvinę orientaciją, kuri leidžia ją naudoti kaip stereocheminių sampratų pagrindą. organinė chemija.

Lentelėje pateikiami dažniausiai pasitaikančių hibridizacijos tipų ir molekulių geometrinės struktūros atitikimo pavyzdžiai, darant prielaidą, kad cheminių ryšių formavime dalyvauja visos hibridinės orbitalės (vienišų elektronų porų nėra).

Hibridizacijos tipas	Skaičius hibridinės orbitos	Geometrija	Struktūra	Pavyzdžiai
sp	2	Linijinis		BeF 2, CO 2, NO 2 +
sp 2	3	Trikampis		BF 3, NO 3 -, CO 3 2-
sp 3	4	Tetraedras		CH 4, ClO 4 -, SO 4 2-, NH 4 +
dsp 2	4	Plokščias kvadratas		Ni(CO)4, XeF4
sp 3 d	5	Šešiakampis		PCl5, AsF5
sp 3 d 2	6	Aštuonkampis		SF 6, Fe(CN) 6 3-, CoF 6 3

Nuorodos

Literatūra

• Paulingas L. Cheminio ryšio pobūdis / Vert. iš anglų kalbos M. E. Djatkina. Red. prof. Y. K. Syrkina. - M.; L.: Goskhimizdat, 1947. - 440 p.
• Paulingas L. Bendroji chemija. Per. iš anglų kalbos - M.: Mir, 1974. - 846 p.
• Minkin V. I., Simkin B. Ya., Minyaev R. M. Molekulinės sandaros teorija. - Rostovas prie Dono: Finiksas, 1997. - P. 397-406. - ISBN 5-222-00106-7
• Gillespie R. Molekulių geometrija / Vert. iš anglų kalbos E. Z. Zasorina ir V. S. Mastryukov, red. Yu A. Pentina. - M.: Mir, 1975. - 278 p.

taip pat žr

Pastabos

Wikimedia fondas. 2010 m.

Atominių orbitų ir molekulinės geometrijos hibridizacija

Svarbi molekulės, susidedančios iš daugiau nei dviejų atomų, savybė yra jos geometrinė konfigūracija. Tai nulemta santykinė padėtis atominės orbitalės, dalyvaujančios formuojant cheminius ryšius.

Elektronų debesų persidengimas galimas tik esant tam tikrai santykinei elektronų debesų orientacijai; šiuo atveju persidengimo sritis yra tam tikra kryptimi sąveikaujančių atomų atžvilgiu.

1 lentelė Orbitalių hibridizacija ir erdvinė molekulių konfigūracija

Sužadinto berilio atomo konfigūracija yra 2s 1 2p 1, sužadinto boro atomo konfigūracija yra 2s 1 2p 2, o sužadinto anglies atomo konfigūracija yra 2s 1 2p 3. Todėl galime manyti, kad formuojant cheminius ryšius gali dalyvauti ne tos pačios, o skirtingos atominės orbitalės. Pavyzdžiui, junginiuose, tokiuose kaip BeCl 2, BeCl 3, CCl 4, turi būti nevienodo stiprumo ir nevienodo krypties ryšiai, o σ-ryšiai iš p-orbitalių turėtų būti stipresni nei ryšiai iš s-orbitalių, nes p-orbitalėms yra palankesnės sąlygos persidengti. Tačiau patirtis rodo, kad molekulėse, turinčiose centrinius atomus su skirtingomis valentingomis orbitomis (s, p, d), visi ryšiai yra lygiaverčiai. Tai paaiškino Slateris ir Paulingas. Jie padarė išvadą, kad skirtingos orbitos, kurių energija nėra labai skirtinga, sudaro atitinkamą skaičių hibridinių orbitų. Hibridinės (mišrios) orbitalės susidaro iš skirtingų atominių orbitalių. Hibridinių orbitalių skaičius yra lygus hibridizacijoje dalyvaujančių atominių orbitalių skaičiui. Hibridinės orbitos yra identiškos elektronų debesies forma ir energija. Palyginti su atominėmis orbitomis, jos yra pailgesnės cheminių jungčių formavimosi kryptimi ir todėl užtikrina geresnį elektronų debesų persidengimą.

Atominių orbitalių hibridizacijai reikia energijos, todėl hibridinės orbitalės izoliuotame atome yra nestabilios ir linkusios virsti grynais AO. Susidarius cheminiams ryšiams hibridinės orbitos stabilizuojamos. Dėl hibridinių orbitalių suformuotų stipresnių ryšių iš sistemos išsiskiria daugiau energijos, todėl sistema tampa stabilesnė.

sp-hibridizacija vyksta, pavyzdžiui, susidarant Be, Zn, Co ir Hg (II) halogenidams. IN valentingumo būsena Visuose metalų halogeniduose yra atitinkamo energijos lygio nesuporuotų s ir p elektronų. Susidarius molekulei viena s ir viena p orbitalė sudaro dvi hibridines sp orbitales 180 laipsnių kampu.

3 pav sp hibridines orbitas

Eksperimentiniai duomenys rodo, kad Be, Zn, Cd ir Hg(II) halogenidai yra linijiniai ir abu ryšiai yra vienodo ilgio.

sp 2 hibridizacija

Dėl vienos s-orbitalės ir dviejų p-orbitalių hibridizacijos susidaro trys hibridinės sp 2 orbitalės, išsidėsčiusios toje pačioje plokštumoje 120 o kampu viena kitos atžvilgiu. Tai, pavyzdžiui, BF 3 molekulės konfigūracija:

4 pav sp 2 hibridizacija

sp 3 hibridizacija

sp 3 hibridizacija būdinga anglies junginiams. Dėl vienos s orbitos ir trijų hibridizacijos

p-orbitalės, susidaro keturios hibridinės sp 3 orbitalės, nukreiptos į tetraedro viršūnes, kurių kampas tarp orbitalių yra 109,5 o. Hibridizacija pasireiškia visišku anglies atomo ryšių lygiavertiškumu su kitais junginių atomais, pavyzdžiui, CH 4, CCl 4, C(CH 3) 4 ir kt.

5 pav sp 3 hibridizacija

Jei visos hibridinės orbitalės yra sujungtos su tais pačiais atomais, tada ryšiai nesiskiria vienas nuo kito. Kitais atvejais pasitaiko nedidelių nukrypimų nuo standartinių sujungimo kampų. Pavyzdžiui, vandens molekulėje H 2 O deguonis - sp 3 -hibridas yra netaisyklingo tetraedro centre, kurio viršūnėse „žiūri“ du vandenilio atomai ir dvi pavienės elektronų poros (2 pav.) . Molekulės forma yra kampinė, žiūrint iš atomų centrų. HOH ryšio kampas yra 105 °, o tai yra gana artima teorinė vertė 109 o.

6 pav sp 3 – deguonies ir azoto atomų hibridizacija a) H 2 O ir b) NCl 3 molekulėse.

Jei nebūtų hibridizacijos („suderinimas“ O-H obligacijos), HOH jungties kampas būtų 90°, nes vandenilio atomai būtų prijungti prie dviejų viena kitai statmenų p orbitalių. Tokiu atveju mūsų pasaulis tikriausiai atrodytų visiškai kitaip.

Hibridizacijos teorija paaiškina amoniako molekulės geometriją. Dėl azoto 2s ir trijų 2p orbitalių hibridizacijos susidaro keturios sp 3 hibridinės orbitalės. Molekulės konfigūracija yra iškreiptas tetraedras, kuriame trys hibridinės orbitalės dalyvauja formuojant cheminį ryšį, tačiau ketvirtoji su elektronų pora nedalyvauja. Kampai tarp N-H ryšiai nelygus 90° kaip piramidėje, bet ir nelygus 109,5°, atitinkantis tetraedrą.

7 pav sp 3 – hibridizacija amoniako molekulėje

Amoniakui sąveikaujant su vandenilio jonu, dėl donoro ir akceptoriaus sąveikos susidaro amonio jonas, kurio konfigūracija yra tetraedras.

Hibridizacija taip pat paaiškina kampų skirtumą tarp O-H jungtys kampinėje vandens molekulėje. Dėl 2s ir trijų 2p deguonies orbitalių hibridizacijos susidaro keturios sp 3 hibridinės orbitalės, iš kurių tik dvi dalyvauja formuojant cheminį ryšį, dėl kurio iškreipiamas kampas, atitinkantis tetraedrą. .

8 pav sp 3 hibridizacija vandens molekulėje

Hibridizacija gali apimti ne tik s- ir p-orbitales, bet ir d- bei f-orbitales.

Su sp 3 d 2 hibridizacija susidaro 6 ekvivalentiniai debesys. Jis pastebimas tokiuose junginiuose kaip 4-, 4-. Šiuo atveju molekulė turi oktaedro konfigūraciją:

Ryžiai. 9 d 2 sp 3 -hibridizacija jonuose 4-

Idėjos apie hibridizaciją leidžia suprasti tokias molekulių struktūrines ypatybes, kurių negalima paaiškinti niekaip kitaip.

Atominių orbitalių (AO) hibridizacija lemia elektronų debesies poslinkį ryšių su kitais atomais formavimo kryptimi. Dėl to hibridinių orbitalių persidengimo sritys yra didesnės nei grynųjų orbitalių, o ryšio stiprumas padidėja.

Instrukcijos

Apsvarstykite paprasčiausio sočiojo angliavandenilio, metano, molekulę. Tai atrodo taip: CH4. Erdvinis molekulės modelis yra tetraedras. Anglies atomas sudaro ryšius su keturiais vandenilio atomais, kurių ilgis ir energija yra visiškai vienodi. Juose pagal minėtą pavyzdį dalyvauja 3 – P elektronai ir 1 S – elektronas, kurių orbitalė dėl to, kas įvyko, pradėjo tiksliai atitikti kitų trijų elektronų orbitales. Šis hibridizacijos tipas vadinamas sp^3 hibridizacija. Tai būdinga visiems galutiniams dalykams.

Tačiau paprasčiausias nesočiųjų junginių atstovas yra etilenas. Jo formulė yra tokia: C2H4. Kokio tipo hibridizacija būdinga šios medžiagos molekulėje esančiai anglimi? Dėl to susidaro trys orbitos asimetriškų „aštuonių figūrų“, esančių toje pačioje plokštumoje, 120 ^ 0 kampu viena kitos atžvilgiu. Juos sudarė 1 – S ir 2 – P elektronai. Paskutinis 3-asis P - elektronas nepakeitė savo orbitos, tai yra, išliko įprasto „aštuono“ pavidalu. Šis hibridizacijos tipas vadinamas sp^2 hibridizacija.

Kaip molekulėje susidaro ryšiai? Dvi hibridizuotos kiekvieno atomo orbitos susisiekė su dviem vandenilio atomais. Trečioji hibridizuota orbita sudarė ryšį su ta pačia kitos orbitale. O likę P yra orbitos? Jie "prisitraukė" vienas prie kito abiejose molekulės plokštumos pusėse. Tarp anglies atomų susidarė ryšys. Tai yra atomai, turintys „dvigubą“ ryšį, kuriems būdingas sp^2.

Kas atsitinka acetileno molekulėje ar? Jo formulė yra tokia: C2H2. Kiekviename anglies atome hibridizuojasi tik du elektronai: 1 -S ir 1 -P, likusieji du išlaiko orbitales „reguliarių aštuonių“ pavidalu, persidengiančias molekulės plokštumoje ir abiejose jos pusėse. Štai kodėl šis hibridizacijos tipas vadinamas sp – hibridizacija. Jis būdingas atomams su triguba jungtimi.

Visi žodžius, egzistuojantys tam tikra kalba, gali būti suskirstyti į kelias grupes. Tai svarbu nustatant ir reikšmę, ir gramatines funkcijas žodžius. Priskirdamas tai tam tikram tipo, galite jį modifikuoti pagal taisykles, net jei dar niekada to nematėte. Elementų tipai žodžius Leksikologija nagrinėja kalbos kompoziciją.

Jums reikės

• - tekstas;
• - žodynas.

Instrukcijos

Pasirinkite žodį, kurio tipą norite nustatyti. Jo priklausymas vienai ar kitai kalbos daliai dar nevaidina, kaip ir jo forma bei funkcija sakinyje. Tai gali būti visiškai bet koks žodis. Jei užduotyje tai nenurodyta, užrašykite pirmą pasitaikiusį. Nustatykite, ar jis įvardija objektą, kokybę, veiksmą, ar ne. Dėl šio parametro viskas žodžius skirstomi į vardininką, įvardinį, skaitinį, pagalbinį ir įterptinį. Į pirmą tipo apima daiktavardžius, būdvardžius, veiksmažodžius ir . Jie yra objektų, savybių ir veiksmų pavadinimai. Antrasis žodžių tipas, turintis įvardijimo funkciją, yra vardinis. Galimybės įvardyti nėra , įterpimo ir paslaugų tipuose. Tai palyginti nedidelės žodžių grupės, tačiau jos yra kiekviename.

Nuspręskite, ar galite duotas žodis išreikšti sąvoką. Ši funkcija galima žodžius denominacinio tipo vienetai, nes būtent jie sudaro bet kurios kalbos konceptualią seriją. Tačiau bet kuris skaičius taip pat priklauso sąvokų kategorijai ir atitinkamai atlieka šią funkciją. Funkciniai žodžiai taip pat jį turi, bet įvardžiai ir įterpimai neturi.

Apsvarstykite, koks būtų žodis, jei jis būtų sakinyje. Tai gali būti? Tai gali būti bet koks reikšmingas žodis. Tačiau tiek skaitmenys, tiek skaitmenys turi tokią galimybę. Bet oficialių žodžius atlieka pagalbinį vaidmenį, jie negali būti nei subjektas, nei antraeiliai sakinio nariai, kaip ir įterpimai.

Patogumui galite sukurti keturių stulpelių ir šešių eilučių lentelę. Viršutinėje eilutėje pažymėkite atitinkamus stulpelius „Žodžių tipai“, „Pavadinimas“, „Sąvoka“ ir „Gali būti sakinio dalis“. Pirmame kairiajame stulpelyje surašykite žodžių rūšių pavadinimus, jų yra penki. Nustatykite, kokias funkcijas duotas žodis turi ir kokių ne. Į atitinkamus stulpelius įdėkite pliusus ir. Jei visuose trijuose stulpeliuose yra pliusų, tai yra reikšmingas tipas. Vardiniai pliusai bus rodomi pirmame ir trečiame stulpeliuose, antrame ir trečiame. Aptarnavimas žodžius gali išreikšti tik sąvoką, tai yra, jie turi vieną pliusą antrame stulpelyje. Priešingai įterpimams visose trijose stulpeliuose bus minusų.

Video tema

Hibridizacija – tai hibridų – augalų ar gyvūnų, gautų kryžminimo būdu, gavimo procesas skirtingų veislių ir veislės. Žodis hibridas (hibrida) su lotynų kalba išverstas kaip „mišinys“.

Hibridizacija: natūrali ir dirbtinė

Hibridizacijos procesas pagrįstas genetinės medžiagos iš skirtingų ląstelių iš skirtingų individų sujungimu vienoje ląstelėje. Yra skirtumas tarp intraspecifinio ir tolimo, kai atsiranda skirtingų genomų ryšys. Gamtoje natūrali hibridizacija įvyko ir tebevyksta be žmogaus įsikišimo. Būtent kryžminant rūšį augalai pasikeitė ir tobulėjo, atsirado naujų veislių ir veislių gyvūnų. Žvelgiant iš požiūrio, vyksta DNR, nukleorūgščių hibridizacija, pakitimai atominiame ir intraatominiame lygmenyse.

Akademinėje chemijoje hibridizacija reiškia specifinę atominių orbitų sąveiką medžiagos molekulėse. Bet tai nėra tikras fizinis procesas, o tik hipotetinis modelis, koncepcija.

Hibridai augalininkystėje

1694 metais vokiečių mokslininkas R. Camerarius pasiūlė dirbtinai gauti. O 1717 metais anglas T. Fairchildas pirmą kartą sukryžmino įvairių rūšių gvazdikus. Šiandien, norint gauti derlingas arba pritaikytas, pavyzdžiui, šalčiui atsparias veisles, atliekama tarprūšinė augalų hibridizacija. Formų ir veislių hibridizavimas yra vienas iš augalų veisimo būdų. Tokiu būdu buvo sukurta daugybė šiuolaikinių žemės ūkio augalų veislių.

Tolimos hibridizacijos metu, kai kryžminami atstovai skirtingi tipai ir derinami skirtingi genomai, susidarę hibridai daugeliu atvejų nesulaukia palikuonių arba neduoda prastos kokybės kryžių. Štai kodėl nėra prasmės hibridinių agurkų sėklas palikti nokintas sode, o jų sėklas kaskart pirkti specializuotoje parduotuvėje.

Gyvulių veisimas

Pasaulyje taip pat vyksta natūrali hibridizacija, tiek tarprūšinė, tiek tolima. Mulai buvo žinomi žmonėms du tūkstančius metų prieš mūsų erą. Ir šiuo metu mulas ir arklys yra naudojami namų ūkiuose kaip palyginti pigūs darbiniai gyvūnai. Tiesa, tokia hibridizacija yra tarprūšinė, todėl vyriški hibridai būtinai gimsta sterilūs. Patelės labai retai gali susilaukti palikuonių.

Mulas – kumelės ir asilo hibridas. Hibridas, gautas sukryžminus eržilą ir asilą, vadinamas hinny. Mulai yra specialiai veisiami. Jie yra aukštesni ir stipresni už hinny.

Bet perėja naminis šuo su vilku buvo labai įprasta medžiotojų veikla. Tada gautų palikuonių buvo atliekama tolesnė selekcija, todėl buvo sukurtos naujos šunų veislės. Šiandien gyvūnų atranka yra svarbi gyvulininkystės pramonės sėkmės sudedamoji dalis. Hibridizacija vykdoma tikslingai, orientuojantis į nurodytus parametrus.

Kovalentiniai ryšiai yra labiausiai paplitę organinių medžiagų pasaulyje, jiems būdingas prisotinimas, poliarizacija ir kryptingumas.

Kovalentinio ryšio prisotinimas slypi tame, kad bendrų elektronų porų, kurias gali sudaryti konkretus atomas, skaičius yra ribotas. Dėl šios priežasties kovalentiniai junginiai turi griežtai apibrėžtą sudėtį. Todėl, pavyzdžiui, yra molekulės H 2, N 2, CH 4, bet nėra molekulių H 3, N 4, CH 5.

Kovalentinio ryšio poliarizuotumas slypi molekulių (ir jose esančių atskirų ryšių) gebėjime pakeisti savo poliškumą veikiant išoriniam elektriniam laukui – poliarizuotis.

Dėl poliarizacijos nepolinės molekulės gali tapti polinėmis, o polinės – dar labiau polinėmis, iki visiško atskirų ryšių nutrūkimo susidarant jonams:

Kovalentinio ryšio kryptingumą lemia tai, kad p-, d- ir f-debesys yra tam tikru būdu orientuoti erdvėje. Kovalentinio ryšio kryptis įtakoja medžiagų molekulių formą, jų dydžius, tarpatominius atstumus, ryšio kampą, t.y., molekulių geometriją.

Išsamesnis organinių ir molekulių formos supratimas neorganinių medžiagų gali būti sudarytas remiantis atominių orbitų hibridizacijos hipoteze. L. Paulingas (JAV) pasiūlė paaiškinti, kas buvo nustatyta naudojant fiziniai metodai medžiagų tyrimai, visų cheminių ryšių lygiavertiškumo faktas ir jų simetriškas išsidėstymas molekulių CH 4, BF 3, BeCl 2 atžvilgiu centro atžvilgiu. Kiekvienu atveju, formuojant σ ryšius iš centrinio atomo (C, B, Be), turėtų dalyvauti elektronai, esantys skirtingos valstybės(s ir p), todėl jie negalėjo būti lygiaverčiai. Paaiškėjo, kad teorija nepajėgi paaiškinti faktų, iškilo prieštaravimas, kuris buvo išspręstas pasitelkus naują hipotezę. Tai vienas iš pavyzdžių, parodančių žmogaus pažinimo apie supantį pasaulį raidos kelią, galimybę vis giliau įsiskverbti į reiškinių esmę.

Jus supažindino su atominių orbitalių hibridizacijos hipoteze organinės chemijos metu naudojant anglies atomo pavyzdį. Tai dar kartą priminsime.

Susidarius metano molekulei CH4, anglies atomas iš pradinės būsenos pereina į sužadintą:

Išoriniame sužadinto anglies atomo elektroniniame sluoksnyje yra vienas s-elektronas ir trys nesuporuoti p-elektronai, kurie sudaro keturias σ-jungtis su keturiais vandenilio atomų s-elektronais. Šiuo atveju reikėtų tikėtis, kad trys C-H ryšiai, susidarę dėl trijų anglies atomo p-elektronų poravimosi su trimis trijų vandenilio atomų s-elektronais (s-p σ jungtis), turėtų skirtis nuo ketvirtosios (s-s). ) ryšys stiprumu, ilgiu, kryptimi. Elektronų tankio metano molekulėse tyrimas rodo, kad visi jo molekulės ryšiai yra lygiaverčiai ir nukreipti į tetraedro viršūnes (10 pav.). Pagal atominių orbitų hibridizacijos hipotezę, metano molekulės keturi kovalentiniai ryšiai susidaro ne dalyvaujant „gryniems“ anglies atomo s- ir p-debesims, o dalyvaujant vadinamiesiems hibridiniams, t.y. , vidurkis, ekvivalentiniai elektronų debesys.

Ryžiai. 10. Metano molekulės rutulinis modelis

Pagal šį modelį hibridinių atominių orbitalių skaičius yra lygus pirminių „grynųjų“ orbitalių skaičiui. Atitinkami hibridiniai debesys turi palankesnę geometrinę formą nei s- ir p-debesys, jų elektronų tankis pasiskirsto kitaip, o tai užtikrina pilnesnį sutapimą su vandenilio atomų s-debesiais, nei būtų „grynųjų“ s- ir p-debesų atveju; p-debesys.

Metano molekulėje ir kituose alkanuose, taip pat visose organinių junginių molekulėse vienos jungties vietoje anglies atomai yra sp 3 hibridizacijos būsenoje, t. y. prie anglies atomo vienas s- ir trys. p-atominiai debesys hibridizavosi ir susidarė keturios identiškos hibridinės sp 3 -atominės debesies orbitalės.

Atitinkamiems keturiems hibridiniams sp 3 anglies atomo debesims persidengus su keturių vandenilio atomų s debesimis, susidaro tetraedrinė metano molekulė su keturiomis vienodomis σ jungtimis, išsidėsčiusiomis 109°28" kampu (1 pav.). 11).

Ryžiai. vienuolika.
Valentinių elektronų debesų sp 3 hibridizacijos (a) ir ryšių susidarymo metano molekulėje schemos (b)

Šio tipo atominė hibridizacija ir, atitinkamai, tetraedrinė struktūra taip pat apibūdins anglies analogo - silicio junginių: SiH 4, SiCl 4 molekules.

Formuojantis vandens ir amoniako molekulėms, taip pat vyksta deguonies ir azoto atomų valentinių atominių orbitalių sp 3 hibridizacija. Tačiau jei anglies atomas turi visus keturis hibridinius sp 3 debesis, užimtus bendrų elektronų porų, tai azoto atomas turi vieną sp 3 debesį, kurį užima vieniša elektronų pora, o deguonies atomas jau turi du sp 3 debesis, kuriuos jie užima (1 pav. 12).

Ryžiai. 12.
Amoniako, vandens ir vandenilio fluorido molekulių formos

Vienišų elektronų porų buvimas lemia ryšio kampų sumažėjimą (8 lentelė), palyginti su tetraedrinėmis (109°28").

8 lentelė
Ryšys tarp vienišų elektronų porų skaičiaus ir ryšio kampo molekulėse

sp 3 - Hibridizacija stebima ne tik sudėtingų medžiagų atomams, bet ir atomams paprastos medžiagos. Pavyzdžiui, tokios alotropinės anglies modifikacijos atomuose kaip deimantas.

Kai kurių boro junginių molekulėse vyksta boro atomo valentinių atominių orbitalių sp 2 hibridizacija.

Sužadintos būsenos boro atomui hibridizacijoje dalyvauja viena s- ir dvi p-orbitalės, todėl susidaro trys sp 2 hibridinės orbitalės, atitinkamų hibridinių debesų ašys išsidėsčiusios plokštumoje 120° kampu vienas kitam (13 pav.).

Ryžiai. 13.
8р 2 -hibridizacijos ir sp 2 -debesų išsidėstymo erdvėje schemos

Todėl tokių junginių molekulės, pavyzdžiui, BF3, turi plokščio trikampio formą (14 pav.).

Ryžiai. 14.
BF3 molekulės struktūra

Organiniuose junginiuose, kaip žinote, sp 2 hibridizacija būdinga anglies atomams alkeno molekulėse dvigubos jungties vietoje, o tai paaiškina šių molekulių dalių plokštumą, taip pat dienų ir arenų molekules. sp 2 - Hibridizacija taip pat stebima anglies atomuose ir tokioje alotropinėje anglies modifikacijoje kaip grafitas.

Kai kurių berilio junginių molekulėse stebima berilio atomo valentinių orbitalių sp hibridizacija sužadintoje būsenoje.

Du hibridiniai debesys yra orientuoti vienas kito atžvilgiu 180° kampu (15 pav.), todėl berilio chlorido BeCl 2 molekulė yra linijinės formos.

Ryžiai. 15.
Sp-hibridizacijos schemos ir sp-debesų išsidėstymas erdvėje

Panašus atominių orbitalių hibridizacijos tipas egzistuoja anglies atomams alkinuose - acetileno serijos angliavandeniliuose - trigubos jungties vietoje.

Ši orbitų hibridizacija būdinga anglies atomams kitoje jo alotropinėje modifikacijoje - karbine:

9 lentelėje pateikti molekulių geometrinių konfigūracijų tipai, atitinkantys tam tikrus centrinio atomo A orbitalių hibridizacijos tipus, atsižvelgiant į laisvųjų (nesusirišančių) elektronų porų skaičiaus įtaką.

9 lentelė
Geometrinės molekulių konfigūracijos, atitinkančios įvairius centrinio atomo išorinių elektronų orbitalių hibridizacijos tipus

Klausimai ir užduotys § 7

1. Vandenilio anglies, azoto ir deguonies junginių molekulėse, kurių formulės yra CH 4, NH 3 ir H 2 O, centrinių nemetalų atomų valentinės orbitalės yra sp 3 hibridizacijos būsenoje, tačiau ryšys kampai tarp jungčių yra skirtingi – atitinkamai 109°28" 107°30" ir 104°27". Kaip tai paaiškinti?
2. Kodėl grafitas nėra laidus elektrai, o deimantas – ne?
3. Kokią geometrinę formą turės dviejų fluoridų – boro ir azoto (atitinkamai BF 3 ir NF 3) – molekulės? Pateikite argumentuotą atsakymą.
4. Silicio fluorido molekulė SiF 4 turi tetraedrinę struktūrą, o bromo chlorido molekulė BCl 3 yra trikampio formos – plokštumos. Kodėl?