Процесс гибридизации и молекула CH.

[ant2241973]

Вопрос в том, когда, собственно, происходит процесс гибридизиции. Например, при образовании метана, сначала атом углерода гибридизируется, а потом принимает водороды, либо гибридизация происходит во время присоединения водородов. В учебниках говорится, что водороды присоединяются только к гибридизированному атому углерода, но что мешает ему образовывать молекулы СН и СН₂ в негибридизированном виде, ведь есть же 2 р-орбитали с неспаренными электронами?

[yatcheh]

29.06.2022 в 19:22, ant2241973 сказал:

Вопрос в том, когда, собственно, происходит процесс гибридизиции. 

 

Неверная постановка вопроса. Гибридизация - не процесс, а состояние. Более того, само понятие гибридизации существует только как математическая модель, набор уравнений. Есть уравнения, описывающие атом углерода в основном состоянии, есть описание в состоянии гибридизации. Никаких уравнений, описывающих "процесс" гибридизации не существует.

29.06.2022 в 19:22, ant2241973 сказал:

что мешает ему образовывать молекулы СН и СН₂ в негибридизированном виде, ведь есть же 2 р-орбитали с неспаренными электронами?

 

Ничто не мешает. Такая молекула будет отвечать некоторому возбуждённому состоянию, энергетически невыгодному.

[ant2241973]

В 29.06.2022 в 19:30, yatcheh сказал:

Гибридизация - не процесс, а состояние.

Понятно, что состояние гибридизации - математическая модель, но ведь физически-то, там тоже что-то происходит, наверно, какой-то переход от нормального состояния к гибридизированному, что я и имею в виду говоря о процессе.

[ant2241973]

В 29.06.2022 в 19:30, yatcheh сказал:

Такая молекула будет отвечать некоторому возбуждённому состоянию, энергетически невыгодному.

Почему невыгодному? Одна обычная σ-связь в СН. 

[yatcheh]

29.06.2022 в 19:44, ant2241973 сказал:

Понятно, что состояние гибридизации - математическая модель, но ведь физически-то, там тоже что-то происходит, наверно, какой-то переход от нормального состояния к гибридизированному, что я и имею в виду говоря о процессе.

 

Физически образуется некая молекула. Описание свойств этой молекулы приводит к концепции гибридизации. Не гибридизация первична, а свойства молекулы. 

 

29.06.2022 в 19:54, ant2241973 сказал:

Почему невыгодному? Одна обычная σ-связь в СН. 

 

Будь это так, то и гибридизацию не надо было бы привлекать.

 

Вы ставите телегу впереди лошади  Не реальность следует модели, а модель рабски зависит от реальности.

[ant2241973]

В 29.06.2022 в 20:01, yatcheh сказал:

Не гибридизация первична, а свойства молекулы. 

То есть, я понимаю это дело так: взяли молекулу метана, изучили строение и получилось, что она имеет 4 одинаковые связи, расположенные по 109 градусов (хотя должны быть по 90) и чтобы объяснить это, ввели  теорию, что в результате образования молекулы, атом углерода становится (мгновенно?) гибридизированным. Тогда процесс образования молекулы тоже получается мгновенным? Как понять процесс образования молекулы, если заранее предполагается, что он мгновенен? Но ведь в реальном  мире всё просходит за определённое время. Вот есть "обычный" атом углерода и к нему приближается атом водорода - всё это происходит за время, а не мгновенно. Вот он в раздумье решает, какую орбиталь атаковать - ведь у него один электрон, который хочет пару - тоже на это уходит время.

[yatcheh]

29.06.2022 в 20:23, ant2241973 сказал:

То есть, я понимаю это дело так: взяли молекулу метана, изучили строение и получилось, что она имеет 4 одинаковые связи, расположенные по 109 градусов (хотя должны быть по 90) и чтобы объяснить это, ввели  теорию, что в результате образования молекулы, атом углерода становится (мгновенно?) гибридизированным. Тогда процесс образования молекулы тоже получается мгновенным? Как понять процесс образования молекулы, если заранее предполагается, что он мгновенен? Но ведь в реальном  мире всё просходит за определённое время. Вот есть "обычный" атом углерода и к нему приближается атом водорода - всё это происходит за время, а не мгновенно. Вот он в раздумье решает, какую орбиталь атаковать - ведь у него один электрон, который хочет пару - тоже на это уходит время.

 

Для "процесса" образования химической связи придумали так называемое "переходное состояние" в виде некоторой конфигурации атомов и электронов, обладающей максимумом энергии на реакционной диаграмме. В этом состоянии для углерода, скажем, постулируется образование пяти связей (правда - не равноценных), а иудейска страха ради эта конструкция именуется "пентакоординированным" состоянием sp3-углерода. Если хотите - можете рассматривать это как тот самый искомый "процесс". А дальше всё решает статистика. Если это состояние оказывается по строению ближе к исходному (два изолированных атома), то реакция не идёт, если ближе к конечному (молекула) - то идёт. Вот и все раздумья.

Иными словами - в индивидуальных "процессах" реализуются все возможные состояния, но только самые удачные из них приводят к образованию молекулы.

[ant2241973]

В 29.06.2022 в 20:56, yatcheh сказал:

придумали так называемое "переходное состояние" в виде некоторой конфигурации атомов и электронов, обладающей максимумом энергии на реакционной диаграмме.

Где бы почитать об этом? Что-то "интернеты" ничего не дают...

[yatcheh]

29.06.2022 в 21:02, ant2241973 сказал:

Где бы почитать об этом? Что-то "интернеты" ничего не дают...

 

В толстых книжках по органической и физической органической химии

[Вольный Сяншен]

29.06.2022 в 22:13, yatcheh сказал:

В толстых книжках по органической и физической органической химии

Без ФОХа органика часто превращается в унылое перечисление реакций, в которые вступают те или иные классы соединений. Не помню уже, какой-то МИРовский учебник по органике вызывал приступы тоски.