Пример решения 2.1

Для ответа на вопросы задания рассмотрим молекулу CdI2.
2.1.1. Сначала определяем тип гибридизации центрального атома. Для этого выписываем валентные электроны центрального атома 48Cd.

Затем 5s электроны переводим в возбужденное состояние.

Таким образом, Cd предоставляет на связь два неспаренных электрона.
Далее выписываем валентные электроны йода.

У йода имеется один неспаренный электрон. Следовательно, согласно Льюису молекула CdI2 выглядит следующим образом:
.
Далее изображаем молекулу CdI2 с использованием представлений о гибридизации орбиталей центрального атома.
Отмечаем, что у Cd имеются две внешние орбитали: s и р. Представим s– и р-орбитали на рис. 2.1.

Рис. 2.1

Таким образом, с одной р-орбиталью йода кадмий связывается с помощью s-орбитали, а с другой – с помощью р-орбитали. Так как связи отличаются по форме и энергии, то такая молекула не будет устойчивой. Для образования устойчивой молекулы в центральном атоме происходит процесс гибридизации валентных орбиталей, который показан на рис. 2.2.


Рис. 2.2

Гибридизация – процесс, в результате которого происходит перестройка валентных орбиталей центрального атома и образование смешанных гибридных орбиталей, одинаковых по форме и энергии.
Таким образом, при гибридизации s– и p-орбиталей образуются две равноценные sp-гибридные орбитали (s + p = 2sp). По аналогии: s + p + p = 3sp2, образуются три равноценные sp2-гибридные орбитали; s + p + p + p = 4sp3, образуются четыре равноценные sp3-гибридные орбитали.
Гибридные орбитали центрального атома располагаются под определенным углом (валентный угол), чтобы образовалась устойчивая молекула: при гибридизации типа sp валентный угол составляет 180 о; sp2 – 120 о; sp3 – 109 о. Расположение гибридных орбиталей под определенным углом показано в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Тип гибридизации: sp sp2 sp3
Расположение
гибридных
орбиталей
в простран-стве

Теоретический
валентный
угол
180 о 120 о 109 о

В соответствии с данными табл. 2.1 в молекуле CdI2 реализуется sp-гибридизация, и валентный угол составляет 180 о.
Чтобы изобразить молекулу в целом, остается показать перекрывание полученных гибридных орбиталей центрального атома с валентными орбиталями боковых атомов. В случае рассматриваемой молекулы CdI2 боковым атомом является 53I. Так как это р-элемент, то его валентные наружные электроны имеют орбиталь в виде гантели. В случае, если это будет s-элемент, то форма орбитали в виде шара.

"Подводя" валентные орбитали йода к гибридным орбиталям кадмия, получаем схему молекулы CdI2 (рис. 2.3).

I Cd I

Рис. 2.3
2.1.2. Разберем вопрос о пространственной структуре молекулы. Пространственная структура молекулы связана с типом гибридизации и расположением боковых атомов вокруг центрального атома (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Тип гибри-
дизации
sp

sp2 sp3 sp3 sp3
Простран-ственная
структура


Форма
молекулы
линейная треугольная тетраэдри­чес­кая пирами­даль­ная угловая

Как видно из табл. 2.2, при sp3 гибридизации может реализоваться тетраэдрическая форма, пирамидальная или угловая в зависимости от числа боковых атомов (4, 3, 2 – соответственно). В данном типе гибридизации могут оставаться неиспользованные орбитали, которые влияют на величину валентного угла.
Из рис. 2.3 следует, что рассматриваемая молекула CdI2 имеет линейную форму.
2.1.3. Теперь отметим наличие σ и π связей в молекуле. Если область перекрывания находится на оси связи, такая связь σ – типа(сигма тип), если область перекрывания расположена по обе стороны от оси связи – это π-тип (пи тип) ( рис. 2.4).



а) б) в)
σ – тип


π – тип

Рис. 2.4. Типы связей

Исходя из рисунка 2.3. делаем вывод, что в молекуле CdI2 две ковалентные связи σ-типа.

2.1.4. Определим полярность связи и молекулы в целом. Полярность связи обусловлена наличием диполя, образованного за счет оттягивания валентных электронов в сторону более электроотрицательного атома (Приложение 1). В связи Cd–I в молекуле CdI2 более электроотрицательным элементом является йод. Поэтому связь Cd–I является полярной.
Для определения полярности молекулы необходимо учитывать: а) полярность связи; б) пространственную структуру молекулы.
Молекула CdI2 неполярна, так как при наличии двух диполей оттягивание электронов идет в обе стороны одинаково, и дипольные моменты взаимно компенсируются.

Рассмотрим молекулу OF2.
Выписываем валентные электроны центрального атома – кислорода.

Далее надо перевести электроны в возбужденное состояние. Однако, на втором энергетическом уровне свободных орбиталей нет, поэтому распаривание электронов невозможно. Если в качестве центрального атома будет похожий элемент, но находящийся в третьем периоде, то для таких простых молекул, которые предлагаются в задании не следует при возбуждении переводить электроны с 3s и 3р на 3d, так как на это необходимы большие затраты энергии.
Так как у атома кислорода имеется два неспаренных электрона, то он может образовать две связи. Выписываем валентные электроны фтора: 2s22p5

У фтора имеется один неспаренный электрон. По представле-ниям Льюиса молекула OF2 может быть изображена следующим образом:
.
Далее определяем тип гибридизации центрального атома – кислорода. Для этого производим "сложение": s + p + p + p = 4sp3. При этом не следует писать 2s или 2р, так как речь идет не об электронах (например, на 2s- подуровне), а их действительно 2, а об орбиталях, т.е. пространстве вероятного нахождения электронов. Рисуем четыре оси и гибридные облака. Подводим валентные орбитали F (это р-элемент). Получаем угловую молекулу с теоретическим валентным углом 109 о (рис. 2.5).

Рис. 2.5

Связи О–F – полярные, молекула в целом тоже полярна, так как в вершине угла заряд со знаком "+", а в противоположной стороне "-". Происходит оттягивание электронов в сторону F, т.е. образуется диполь. Две связи О–F – ковалентные, σ-типа.

Задание 2.2. Для двух приведенных комплексных соединений (табл. II. 3): определить степени окисления всех составляющих и указать комплексообразователь, лиганды, ионы внешней и внутренней сферы и координационное число.
Записать уравнение диссоциации комплексного соединения.

Дополнительная информация из Википедии по теме: Пример решения 2.1

Консе́нсус ( лат. consensus — согласие, сочувствие, единодушие) — способ разрешения конфликтов при принятии решений, если отсутствуют принципиальные возражения у большинства заинтересованных лиц; принятие решения на основе общего согласия без проведения голосования, если против него никто не выступает, либо при исключении мнения немногих несогласных участников.

В широком смысле слова — общее согласие (≈единогласие) по основным вопросам при отсутствии возражений по существенным вопросам, к которому приходят участники конференции, заседания, переговоров и тому подобного.

Термин «консенсус» обозначает как процесс принятия решения, так и само решение, принятое таким способом. Таким образом, решение-консенсус неотрывно связано с самим процессом. Способ консенсуса, не похожий на другие способы принятия решений (например, голосование, основанное на мнении большинства), используется во многих человеческих сообществах.

Представители некоторых религиозных направлений (например, квакеры), органы экономической политики (в том числе голландский Polder Model и исторический Ганзейский союз), анархистские организации наподобие « Еда вместо бомб» и различных « инфошопов», разнообразные негосударственные организации и даже целые народы ( ирокезы) принимают решения методом консенсуса. В некоторых демократических странах к голосованию прибегают только как к крайней мере, а консенсус является предпочтительным способом принятия решений.

Консенсус применяется также как средство обеспечения единства позиций государств до проведения голосования по обсуждаемым вопросам, которое в этом случае отсрочивается на время согласования.

Слово употребляется в общем значении, а также как термин (политический и юридический).

Смотри полный текст на Wikipedia

Обсуждение темы

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *