ГІБРИДИЗАЦІЯ атомних орбіталей

квантовохім. спосіб опису перебудови орбіталей атома в молекулі в порівнянні зі своб. атомом. Будучи формальним мат. прийомом, Г. а. о. дає змогу побачити порушення сферич. симетрії розподілу електронної щільності атома при утворенні хім. зв'язку. Сутність Г. а. о. полягає в тому, що електрон молекули поблизу виділеного атомного ядра характеризується не окремої атомної орбиталью (АТ), а лінійної комбінацією атомних орбіта-лей з разл. значеннями азимутального і магнітного квантових чисел. Така лінійна комбінація зв. гібридної (гібридизувати) орбиталью (ГО). Як правило, гібридизація зачіпає лише вищі і близькі по енергії зайняті АТ своб. атома. Напр. , Для атомів елементів другого періоду періодичної. системи типова форма ГО

лінійна комбінація 2s-орбіталі

і 2р-орбіталей

,

,

з чисельними коефіцієнтами

і

ГО мають більш низькою симетрією, ніж складові їх АТ. Так, розподіл електронної щільності, що відповідає зазначеній ГО

, зміщене від атомного ядра в напрямку вектора п з координатами

; вектор пявляется віссю симетрії ГО (рис. 1). При зміні орієнтації в просторі осей координат коефіцієнти лінійної комбінації можуть змінюватися, проте залишається постійним відношення сум квадратів коефіцієнтів для даного значення азимутального квантового числа.Це відношення визначає тип ГО. Напр. , Орбиталь

відноситься до типу a p b ,> де АІ b-числа, підібрані так, щоб

. Зазвичай приймають а Ч 1, b = 1, 2 або 3.

Як правило, гібридні орбіталі даного атома в молекулі відносяться до одного типу, к-рий називають типом гібридизації атома. Так, атом N в молекулі аміаку має Г. а. о. типу sp 3 , атом С в молекулі етилену - sp 2 гібридизація, атом С в молекулі ацетилену - sp-гібридизацію. Це дає підставу ототожнювати тип гібридизації атома в молекулі з символом його якоїсь гіпотетічен. електронної конфігурації.

Зазвичай система ГО будується таким чином, щоб для різних орбіталей одного атома інтеграли перекривання дорівнювали нулю (див. Молекулярні інтеграли). Крім того, кожна орбіталь в молекулі або залишається негібрідізірованной АТ, або вибирається гібридизувати за певним типом. Цим вимогам задовольняють дек. наборів орбіталей. Напр. , Атом О в молекулі Н 2 Про можна вважати як sp 2 -, так і 5р 3 -гібрідізірованним. Осі симетрії всіх орбіталей зазвичай утворюють симетричну фігуру (див. Рис. 2). Операції симетрії цієї фігури переводять ГО одного атома один в одного. Такі ГО зв. еквівалентними. Напр. , Лінійна комбінація чотирьох валентних АТ атома С призводить до чотирьох 5р 3 -гібрідним орбиталям, осі симетрії яких брало по відношенню один до одного розташовані під кутом 109, 5

Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.