¿Cómo puedo saber si s-p de la mezcla podría ocurrir en algunos diatómicas heteronucleares de moléculas como la CN, CO, NO, etc?
Respuestas
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Yo creo que no se puede saber, una priori, si o no s-p de la mezcla se produce sin tener algunos datos experimentales. Voy a utilizar el agua, un triatomic molécula, como mi caso en punto.
Durante más de 50 años los estudiantes han dicho que el agua es aproximadamente el $\ce{sp^3}$ hibridado. La descripción general es que hay dos equivalentes O-H $\ce{sp^3}$ sigma bonos y dos equivalentes de pares libres, también en $\ce{sp^3}$ orbitales. El par solitario - par solitario de repulsión es mayor que el enlace sigma - enlace sigma repulsión, por lo que el par solitario-O-par solitario del ángulo se abre ligeramente y el $\ce{H-O-H}$ ángulo se cierra a la observada 104.5 grados.
Con el advenimiento de la espectroscopía se encontró que los dos pares libres en el agua no son equivalentes (2 señales fueron observados por los pares libres). Ahora, la hibridación de agua se describe como sigue:
- 2 $\ce{sp^3}$ O-H sigma bonos
- un par solitario en un orbital p
- y el segundo par solitario en un $\ce{sp}$ orbital
Si los químicos sabía cómo predecir s-p de la mezcla, no se habría tomado más de 50 años para entender cómo se mezcla en el agua.
Rob Wells
Puntos
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Preliminar.
La hibridación es una cuestionable modelo. Fue introducido originalmente para considerar las moléculas orgánicas, y allí funciona a la perfección. Sin embargo, es difícil para uso fuera de la química orgánica con moléculas simples de delimitación. Por ejemplo, la adecuada descripción de ciclopropano requiere de fracciones de índices en los orbitales.
Matemáticamente, el proceso de hibridación es la transformación de varios orbitales mediante lineal de transformación. Desde orbitales moleculares se describen como combinaciones lineales de orbitales atómicos, no hay ningún problema para utilizar cualquier imaginable conjunto de orbitales atómicos, así como sus combinaciones lineales puede producir todos los 'originales' orbitales atómicos. Básicamente, la hibridación es similar a cambio de los vectores de la base en la geometría: está bien, siempre y cuando la transformación sigue reglas sencillas, y puede ser construido para preservar los valores de algunos escalares del vector de expresiones.
Ya que desde el punto de vista matemático la hibridación no es nada más que una transformación especial de la base establecida, no hace ningún cambio "real" orbitales moleculares, lo que significa que los cálculos utilizando hibridó y unhybridized orbitales deben proporcionar el mismo resultado (en realidad, la transformación en cuestión es, a propósito construido de esta manera). Así, tu pregunta no tiene respuesta como la pregunta en sí misma hace la suposición equivocada. La hibridación no se produce, es un modelo de uso de la gente, que no corresponde a ningún fenómeno real
Ahora, la pregunta sería: cuando la hibridación modelo es aplicable y proporciona información valiosa sobre la estructura electrónica de la molécula considerada?
Cuando usted está considerando la estructura electrónica de los aislados de 2 átomos de las moléculas por lo general es mejor no utilizar la hibridación. No proporciona ningún tipo de conclusiones simples para inferir el preferido de la geometría, pero se aleja de más 'precisa' MO LKAO modelo. Teniendo en cuenta la interacción de la molécula como un ligando con el centro de metal, sin embargo, devuelve un poco de uso a la hibridación de moléculas simples, ya que simplifica la geometría de consideración. Por ejemplo, el uso de electrones recuento de las reglas es posible, hasta cierto punto, predecir la geometría de $\ce{NO}$ fragmento, inferir preferible estado de hibridación del átomo de nitrógeno. También es mucho más fácil considerar las interacciones con el átomo central para $\sigma sp$ par solitario de varios dinuclear orbitales moleculares.
Al considerar la geometría de la agricultura orgánica y algunas moléculas inorgánicas ($\ce{BCHNOF}$) con poca angular de estrés y no hypercoordinated átomos, la hibridación funciona lo suficientemente bien como siempre y cuando no se trate de usarla para predecir un electrón propiedades, como los potenciales de ionización. Sin embargo, destacó moléculas como [1,1,1]-propellane o dehydroadamantane y hypercoordinated átomos, como methanium de cationes, requieren independiente, caso por caso, el análisis de estar integrado en el marco de la hibridación de la modelo. Para la mayoría de los otros átomos de hibridación modelo no puede proporcionar información valiosa.
De nuevo, la hibridación no funciona para los electrones 1 propiedades. Por ejemplo, el metano, un perfecto ejemplo de ideal $sp^3$ hibridación tiene DOS picos en el espectro de fotoionización, lo que implica que ha desigual 2 conjuntos de orbitales de valencia (aproximadamente -2.25 y -1.5 eV niveles de energía) a pesar de la hibridación modelo de predicción de tener 4 perfectamente la igualdad de los bonos. MO LKAO modelo, por otro lado, predice varios de unión de los orbitales, una significativamente menor en energía que los otros tres.
