MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Általános és bioszervetlen kémia
Hibridorbitálok
A többatomos molekulák kovalens kötésszerkezetét és geometriáját az eredeti atomorbitálok átfedésével már nem tudja leírni a vegyértékkötés-elmélet, ezért bevezették az atomorbitálok hibridizációját. Az így kialakult hibridorbitálok átfedési képessége (a kötéserőssége) nagyobb, mint azeredeti atomorbitáloké és irányuk megfelel a molekulában mért kötésszögeknek. A hibridorbitálok kialakulását a BeCh2-molekula példáján mutatjuk be. A molekula gázfázisban lineáris szerkezetű: Cl-Be-Cl. A Be-atom külső elektronkonfigurációja (2s2) már párosított vegyértékelektronokat jelöl. Ez a két alapállapotú elektron a hibridizáció során az eredeti atomorbitáloknál magasabb energiaszintű hibridorbitálokra kerül. A hibridizációhoz szükséges többletenergiát bőven fedezi a nagyobb átfedésű (,,erősebb”) kovalens kötések képződésénél felszabaduló energia. A két hibridorbitál kialakításában s- és p-atomorbitálok vesznek részt, ezért sp-hibridorbitálok jönnek létre (29. ábra).
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_400/#m1438aebszk_400 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_400/#m1438aebszk_400)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_400/#m1438aebszk_400)
29. ábra.
A berillium sp-hibridorbitáljainak kialakulása
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_402/#m1438aebszk_402 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_402/#m1438aebszk_402)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_402/#m1438aebszk_402)
30. ábra. A bór sp2- és a szén sp3-hibridállapota
12. táblázat. A hibridizáció alaptípusainak áttekintése
|
Harvard (): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_406/#m1438aebszk_406 ()
Chicago . . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_406/#m1438aebszk_406)
APA (). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_406/#m1438aebszk_406)
|
Az sp-hibridorbitálok lineáris szerkezetűek, ígya BeCl2-molekulában 180° a kötésszög (31. ábra). A két σ-kötés az atomok elektronegativitás-különbsége miatt poláris, de a molekula szimmetrikus felépítése következtében a BeCh2-nak nincs dipólusmomentuma (nem dipólusmolekula).
A bór kovalens kötésű vegyületeiben sp2-hibridorbitálokat alakít ki. As:tén egyik legjellemzőbb kovalens kötéses szerkezetében pedig sp3-hibridorbitálok találhatók (30. ábra). A bór- és a szénatom hibridizációját egy-egy jellemző vegyületben a 31. ábra mutatja be. A BCl3-molekulában a három sp2-hibridorbitál szimmetrikus elhelyezkedését a síktrigonális, míg a CCl4molekulában a szénatom sp3-hibridizációja a térbeli tetraéderes elrendeződést biztosítja. A hibridorbitálok poláris σ-kötést hoznak létre. Mindkét molekulában poláris σ-kötések vannak, de a szabályos elrendeződés miatt egyik sem dipólusmolekula.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_409/#m1438aebszk_409 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_409/#m1438aebszk_409)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_409/#m1438aebszk_409)
31. ábra. BeCl2-, BCl3- és CCl4-molekulák szerkezete a vegyértékkötés-elmélet alapján. A centrális atomok hibridorbitáljai kombinálódnak a Cl-atomok p-orbitáljaival σ-kötéseket alkotva
A hibridpályák kialakításában d-atomorbitálok is részt vehetnek, ezáltal akár hat kovalens kötés kialakítására is képes hibridizáció jöhet létre. A 12. táblázat összefoglalja a hibridizáció leggyakoribb lehetőségeit. Az sp3dhibridizáció öt hibridorbitált eredményez, amelyek nem mind azonos energiaszintűek. Három egy síkban alakít ki trigonális elrendeződést, a másik kettő erre a síkra merőleges. Az sp3d2, oktaéderes hiblidizáció hat hibridorbitálja már újra azonos energiaszintű, egyenértékű elektroneloszlásokat jelöl.
A többatomos molekulák között vannak olyanok, amelyekben a központi atom hibridpályáinak kialakításában nemkötő elektronpárok is részt vesznek. A nemkötő elektronpárok jelentősen befolyásolják a hibridpályák térbeli helyzetét, kötésszögüket, így az egész molekula geometriáját. Tekintsük át például az sp3 hibridállapotú központi atommal rendelkező molekulákat:
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_413/#m1438aebszk_413 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_413/#m1438aebszk_413)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_413/#m1438aebszk_413)
A metánmolekulában a C-atom négy kötő hiblidorbitált alkot, ezért az elektronkölcsönhatás következtében szimmetrikus, tetraéderes elrendeződés alakul ki (32. ábra). Az ammóniamolekulában az N-atom három kötő hibridorbitállal és egy nemkötő elektronpárral rendelkezik. A nemkötő elektronpár közelebb van a nitrogénatomhoz és ezért taszítóhatást gyakorol a három kötő hibridorbitálra. Az ammóniamolekula geometriája torzul, trigonális piramisos térbeli elrendeződés alakul ki, kb. l07° kötésszöggcl (32. ábra). Adatív kötést is tartalmazó ammóniumionban () ismét tetraéderes az elrendeződés az elektronkölcsönhatások kiegyensúlyozottsága miatt.
A vízmolekula már két nemkötő elektronpárt tartalmaz, taszító hatásuk következtében a tetraéderes kötésszög tovább csökken 104,5°-ra (vö. 73. ábra). A sósavmolekulában a klóratom körül három nemkötő és csak egy kötő hibridorbitál található. A kétatomos HCl-molekula természetesen lineáris szerkezetű, közel tetraéderes elektronelrendezéssel a Cl-atom körül.
Tartalomjegyzék
- ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
- Impresszum
- Az Olvasóhoz
- Általános kémia
- Kémiai alapfogalmak
- Az atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
- A molekulák szerkezete
- Halmazállapotok
- Oldatok és kolloidok
- A víz és a vizes oldatok
- Kémiai egyensúlyok
- A kémiai egyensúly törvénye
- Egyensúlyok elektrolitoldatokban
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Savakdisszociációs egyensúlya: Ks
- Bázisok disszociációs egyensúlya: Kb
- Összefüggés a Ks, Kb és Kv között
- Ionok reakciója vízzel
- Vizes sóoldatok kémhatása: hidrolízis
- A közös ion hatása
- Titrálási görbék
- Többértékű savak disszociációja
- Pufferoldatok
- Foszfátpuffer
- Hidrogén-karbonát–szén-dioxid puffer
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Elektrolitok oldhatósága és az oldhatósági szorzat
- Kémiai termodinamika
- Reakciókinetika
- Elektrokémia
- A redoxifolyamatok termodinamikája
- Az elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
- Bioszervetlen kémia
- Komplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- Az alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- A magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
- Az átmenetifémek komplexei
- A vas biológiai jelentősége
- A réz biológiai jelentősége
- A cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
- Metallotioneinek és funkciójuk
- A molibdén és a mangán biológiai szerepe
- A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
- A platinakomplexek daganatellenes hatása
- Az alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
- A szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- A nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- Az oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
- A halogének bioszervetlen kémiája
- Irodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
- Rendszám- és atomtömeg-táblázat
Kiadó: Semmelweis Kiadó
Online megjelenés éve: 2026
ISBN: 978 963 331 705 1
A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.
Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
