Sự xen phủ cực đại giữa các obitan nguyên tử đã cho ta đoán nhận đúng đắn về cấu tạo hình học của các phân tử đơn giản.
Đối với nhiều trường hợp, ta cần phải mở rộng hơn về quan niệm xen phủ thì mới giải thích được cấu tạo thực của phân tử và mới phù hợp với các dữ kiện thực nghiệm. Vì vậy ta cần xét đến khái niệm về lai hóa.
* Sự lai hóa: Các obitan khác loại cùng tham gia liên kết sẽ tổ hợp nhau để tạo nên các obitan đồng dạng có năng lượng tương đương định hướng theo những phương xác định tạo liên kết theo quy tắc xen phủ cực đại. Các obitan được tạo thành gọi là các obitan lai hóa có mật độ electron lớn về hướng tạo liên kết, mật độ electron nhỏ về hướng không tạo liên kết.
Số obitan lai hóa bằng số obitan tham gia tổ hợp. Các obitan lai hóa chỉ tạo liên kết σ (xích ma).
* Các kiểu lai hóa giữa obitan ns và np:
a) Lai hóa sp3:
1 obitan ns tổ hợp với 3 obitan np tạo thành 4 obitan lai hóa sp3 hướng tới 4 đỉnh của hình tứ diện đều, tạo thành góc giữa các obitan lai hóa là 109o28’.
Ví dụ: CH4, NH3, H2O, ...
Chú ý: Nguyên tử O lai hóa sp3 (lai hóa tứ diện) nhưng phân tử H2O có cấu trúc góc do có hai liên kết. Nguyên tử N lai hóa sp3 (lai hóa tứ diện) nhưng phân tử NH3 có cấu trúc tam giác tháp, vì N có 3 liên kết với 3 nguyên tử H.
b) Lai hóa sp2:
1 obitan ns tổ hợp với 2 obitan np tạo thành 3 obitan lai hóa sp2 hướng tới 3 đỉnh của tam giác đều, tạo thành góc giữa các obitan lai hóa là 120o.
Ví dụ: BCl3, BF3, AlCl3, C2H4, C6H6, ...
c) Lai hóa sp:
1 obitan ns tổ hợp với 1 obitan np tạo thành 2 obitan lai hóa sp nằm trên một đường thẳng, tạo thành góc giữa 2 obitan lai hóa là 180o.
Ví dụ: BeCl2, MgCl2, BeH2, C2H2, ...
* Dự đoán kiểu lai hóa: Người ta có thể dự đoán kiểu lai hóa từ công thức phân tử hợp chất. Đặt “n = tổng số nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử X (nguyên tử trung tâm) trong phân tử + số cặp electron hóa trị của X chưa tham gia liên kết”.
- Nếu n = 2: Các obitan hóa trị của X có lai hóa sp.
- Nếu n = 3: Các obitan hóa trị của X có lai hóa sp2.
- Nếu n = 4: Các obitan hóa trị của X có lai hóa sp3.
» Tin mới nhất:
» Các tin khác: