Форма молекулы

[Dina Dossim]

Здравствуйте!

 

При чтении литературы возник один интересный вопрос. В книге указано, что форма молекулы воды - изогнутая, каждый угол между связями по 104,5°. Это происходит оттого, что кислород в молекуле воды имеет две одинокие пары электронов, которые давят на связи и заставляют их изгибаться под данным углом. Именно поэтому структура молекулы не линейная, а изогнутая.

 

Но ведь кислород в молекуле воды имеет sp2 гибридизацию, то есть два электрона от атомов водорода встают на вакантные орбитали p-подуровня кислорода. Если посмотреть на электронную конфигурацию атома кислорода, то видно, что на последнем слое s-подуровень заполнен, p-подуровень на первой орбитале имеет 2 спаренных электрона, а на двух оставшихся по одному. На эти места и становятся электроны от водорода. d-подуровня у него нет, значит, II - максимальная валентность. Никаких одиноких пар электронов у кислорода не должно быть, а они пишут, что есть. Как же так?

[pinkylee]

по вашей логике полностью заполненные уровни у молекулы воды должны иметь всего 6 электронов, а их уже 6 у атомарного кислорода. куда общую сумму с электронами водорода пристроите? у молекулы воды sp3-гибридизация.

[Dina Dossim]

по вашей логике полностью заполненные уровни у молекулы воды должны иметь всего 6 электронов, а их уже 6 у атомарного кислорода. куда общую сумму с электронами водорода пристроите? у молекулы воды sp3-гибридизация.

Мне учитель сказала, что у воды sp2 гибридизация (это и в книге написано), потому что у каждого атома водорода по 1е, в сумме 2е, которые встают на р орбиталь. Мне просто интересно, откуда две одинокие пары электронов у кислорода? Их ведь там нет. Если бы были, то получилось бы, что он может присоединить еще 4 атома водорода.

[chaus]

Молекула воды обычно описывается моделью sp³-гибридизации, по Гиллеспи -- AB₂E₂, две связывающие и две неподелённые электронные пары.

 

А на самом деле (только тихо!) никакой sp³-гибридизации у кислорода не бывает, ибо 2s-подуровень лежит примерно на 20 эВ ниже 2р-подуровня, а в валентной полосе -- чистые р-состояния. Поэтому 2s-орбиталь несвязывающая и неактивная (остовная по своей сути), а вода может присоединить по донорно-акцепторному механизму не два протона, а только один, образовав ион гидроксония.

[Dina Dossim]

Молекула воды обычно описывается моделью sp³-гибридизации, по Гиллеспи -- AB₂E₂, две связывающие и две неподелённые электронные пары.

 

А на самом деле (только тихо!) никакой sp³-гибридизации у кислорода не бывает, ибо 2s-подуровень лежит примерно на 20 эВ ниже 2р-подуровня, а в валентной полосе -- чистые р-состояния. Поэтому 2s-орбиталь несвязывающая и неактивная (остовная по своей сути), а вода может присоединить по донорно-акцепторному механизму не два протона, а только один, образовав ион гидроксония.

Спасибо. Теперь уже лучше становится понятно. Получается, авторы посчитали 2s подуровень связывающей парой электронов, а первую орбиталь 2р подуровня - неподелённой парой.

 

P.S. Спасибо.

[chaus]

Если хотите лучше понять классическое описание молекулы воды (и других молекул), послушайте эту лекцию:
http://www.nanometer.ru/2011/10/11/obshaa_i_neorganicheskaa_himia_262820.html

Но! На самом деле в атоме кислорода гибридизации нет (а от лития до углерода есть и в азоте она довольно своеобразная).