พันธะในโมเลกุลหลายอะตอม

1. พันธะในโมเลกุลหลายอะตอมพันธะในโมเลกุลหลายอะตอม (Bonding in polyatomic molecules) Valence bond theory : hybridization of atomic orbital (aos) Hybridization = mixing Orbital hybridization is a model, not real phenomenon hybrid orbitals ได้จากการผสมลักษณะของ aosที่มีพลังงาน ใกล้เคียงกัน A set of hybrid orbitals ==> bonding picture in terms of localized s-bonds Model of sp hybridization ==> ใช้อธิบาย s-bonding ของ linear molecule เช่น BeCl2

2. รูปด้านล่างแทนการเปลี่ยนจาก ground state electronic configuration ของ Be เป็น sp valence state ซึ่งเป็น theoretical state ที่ใช้อธิบาย s- bonding ใน linear molecule Each Be - Cl s-bond is a localized 2c-2e interaction

3. Valence bond theory : multiple bonding in polyatomic molecules C2H4 C : [He] 2s2 2p2 H : 1s1 C2H4 is a planar molecule, each C centre is trigonal planar อธิบายด้วย sp2 hybridization ดังรูป

4. H H H H C C Lewis structure H-C N Three s-interaction per C ใช้ three valence electrons เหลือ 1electron อยู่ใน unhybridized 2p atomic orbital interaction ระหว่าง two 2p aos ==> C-C -interaction HCN C : [He]2s2 2p2 N : [He]2s2 2p3 H : 1s1 C and N : sp hybridization

5. ถ้ากำหนดให้ HCN axis เป็นแกน z หลังจากเกิด s- interactions 2pxและ 2pyของ C และ N ยังคงอยู่ การ overlap ระหว่าง two 2pxและระหว่าง two 2py ==> two - interactions ดังนั้น overall C-N bond order = 3 สอดคล้องกับ lewis structure

6. BF3 B : [He]2s22p1 F : [He]2s22p5 BF3 is a trigonal planar B : sp2 hybidization

7. Three B-F s-interaction เกิดจากการ overlap ของ sp2 hybrid orbital ของ B กับ sp2 orbital ของ F หลังจากเกิด s-bonding B จะเหลือ 2p atomic orbital ที่ว่าง อยู่ในแนวตั้งฉากกับระนาบ ของโมเลกุล F แต่ละอะตอมเหลือ filled 2p atomic orbital ==> localized B-F p-interaction electrons ทั้งสองใน p-bonding orbital มาจากอะตอม F all three resonance forces are needed to account for the experimental observation that all three B-F bonds are of equal length (131 pm).

8. NO3- ถ้า [NO3]- มี D3h symmetry ==> planar ที่มี O-N-O = 120o และ N-O ยาวเท่ากัน N : [He]2s2 2p2 ==> 3(sp2)1 1(p)1 O : [He]2s2 2p4 ==> 1(sp2)1 2(sp2)2 1(p)1 เมื่อรวมอิเล็กตรอนจากประจุลบด้วย ==> total of valence electrons = 24 Lewis structure ที่เป็นไปตาม octet rule ==> three resonance structures

9. N : sp2 hybridization (sp2)1 ของ N + (sp2)1ของ O ==> N-O s-interaction มีทั้งหมด 3 พันธะ เนื่องจากมี O 3 อะตอม ==> N เหลือ 1(p)1 กับระนาบโมเลกุล

10. 18 อิเล็กตรอนบรรจุอยู่ใน s-bond และ lone pairs ของ O O สองอะตอมเหลือ 2(sp2)2ซึ่งมี lone pair บรรจุอยู่ และเหลือ 1(p)2หนึ่งออร์บิทัลตั้งฉากกับระนาบโมเลกุล ซึ่งมี lone pair บรรจุอยู่ (อิเล็กตรอนเพิ่มอีก 1 อนุภาคเนื่องจากประจุลบมี O สองอะตอมของ NO3)

11. พิจารณา multiple bonding character : overlap ระหว่าง (2p)1 ของ N กับ (2p)1ของ O อะตอมที่ 3 ==> one localized p-bond ดังนั้น valence electrons อีก 6 บรรจุอยู่ดังรูป ภาพรวมของ s- และ p-bonding ประกอบด้วย 1 N-O double bond และ 2 N-O single bonds ==> three resonance structures กรณี [SO4]2-, SOF4และ [ClO4]-==> (p-d) p- interaction