Квант ва и классик механика методлари

Перекрывание электронных орбиталей при образовании химических связей в молекулах Н₂O (а) и NH₃ (б)
Рассмотрим образование молекулы ВеС1₂.
Атом бериллия в возбужденном состоянии имеет два неспаренных электрона: 2s и 2p.
Можно предположить, что атом бериллия должен образовывать две связи: одну связь, образованную s-электроном и одну связь, образованную р-электроном. Эти связи должны иметь различную энергию и различную длину.
Молекула ВеС1₂ в таком случае должна быть не линейной, а уголковой. Опыт, однако, показывает, что молекула ВеС1₂ имеет линейное строение и обе химические связи в ней равноценны.
Аналогичная ситуация наблюдается при рассмотрении строения молекул BCl₃ и CCl₄ – все связи в этих молекулах равноценны. Молекула ВС1₃ имеет плоское строение, СС1₄ – тетраэдрическое.
Для объяснения строения таких молекул, как ВеС1₂, BCl₃ и CCl₄, Полинг и Слейтер (США) ввели представление о гибридизации атомных орбиталей. Они предложили заменить несколько атомных орбиталей, не очень сильно отличающихся своей энергией, таким же числом равноценных орбиталей, называемых гибридными.
Согласно Л. Полингу при образовании химических связей атомом, имеющим электроны различного типа в одном слое и, следовательно, не очень сильно отличающиеся своей энергией (например, s и p) возможно изменение конфигурации орбиталей различных типов, при которой происходит их выравнивание по форме и энергии. В результате образуются гибридные орбитали, имеющие асимметричную форму и сильно вытянутые по одну сторону от ядра. Важно подчеркнуть, что модель гибридизации используется в том случае, когда в образовании связей участвуют электроны различного типа, например s и р.
Различные типы гибридизации атомных орбиталей
sp- гибридизация
Гибридизация одной s- и одной р- орбитали (sp- гибридизация) реализуется, например, при образовании хлорида бериллия. Как было показано выше, в возбужденном состоянии атом Be имеет два неспаренных электрона, один из которых занимает 2s-орбиталь, а другой – 2p-орбиталь.
При образовании химической связи эти две различные орбитали трансформируются в две одинаковые гибридные орбитали, направленные под углом 180° друг к другу. Линейное расположение двух гибридных орбиталей отвечает минимальному их отталкиванию друг от друга.
В результате молекула BeCl₂ имеет линейное строение – все три атома расположены на одной линии.