По фиксированным ценам медицинская мебель для всех желающих. - Балконы лоджии цены тут.

4.3.1. sp3-Гибридизация (тетраэдрическая)

Одна s- и три р-орбитали смешиваются, и образуются четыре равноценные по форме и энергии sp3-гибридные орбитали.


sp3-Атомные орбитали (15 995 байт)
Орбитальная модель атома в sp3-гибридизованном состоянии.

VRML-модель (109 822 байт).

Для атома углерода и других элементов 2-го периода этот процесс происходит по схеме:

2s + 2px + 2py + 2pz = 4 (2sp3)

Схема sp3-гибридизации (8009 байт)
Схема sp3-гибридизации атомных орбиталей.

Строение sp3-АО (4158 байт)


Оси sp3-гибридных орбиталей направлены к вершинам правильного тетраэдра. Тетраэдрический угол между ними равен 109°28', что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов.

Впервые идею о направленности единиц сродства (валентностей) атома углерода по углам тетраэдра независимо друг от друга выдвинули в 1874 г. Вант-Гофф и Ле Бель.

sp3-Орбитали могут образовывать четыре s-связи с другими атомами или заполняться неподеленными парами электронов.


А как наглядно изобразить пространственное строение атома в sp3-состоянии на рисунке?

В этом случае sp3-гибридные орбитали изображают не электронными облаками, а прямыми линиями или клиньями в зависимости от пространственной ориентации орбитали. Такое схематическое изображение используется при написании стереохимических (пространственных) формул молекул.

Углерод в sp3-гибридизированном состоянии (5 390 байт)
Переход от орбитальной модели (а) к пространственной формуле (б).


См. также рисунок (13 810 байт).

На примере молекулы метана показаны объемные модели и пространственная (стереохимическая) формула молекулы с sp3-углеродным атомом.

Модели молекулы метана (6 487 байт)

Модель молекулы метана (6 915 байт)
Модель молекулы метана

Рисунок (8575 байт) и анимация (29443 байт) иллюстрируют строение молекулы этана C2H6.

sp3-Гибридизованное состояние свойственно атому, если сумма числа связанных с ним атомов и числа его неподеленных электронных пар равна 4 (рисунок, 14 930 байт).

Углерод в sp3-гибридном состоянии встречается в простом веществе - алмазе (14 547 байт).
Это состояние характерно для атомов С, N, O и др., соединенных с другими атомами одинарными связями (sp
3-атомы выделены красным цветом):

СH4, RCH3, NH3, RNH2, H2O, ROH, R2O;
а также в анионах типа:    R3C:-,    RO-   и т.п. Следствием тетраэдрического строения sp3-атома является возможность существования двух зеркальных стереоизомеров у соединения, содержащего такой атом с четырьмя разными заместителями (Вант-Гофф, Ле Бель, 1874).