Hybrydyzacja i kształt cząsteczek
Chemia — Klasa 1 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.
∑Wzory 2
Do czego służy: przypisuje kształt i kąt cząsteczki do typu hybrydyzacji atomu centralnego (bez wolnych par).
Zestawienie
- $sp$ — liniowy, $180^\circ$,
- $sp^2$ — trójkątny płaski, $120^\circ$,
- $sp^3$ — tetraedryczny, $109{,}5^\circ$.
Do czego służy: szybkie ustalenie hybrydyzacji z liczby par elektronowych (metoda VSEPR).
- 2 pary → $sp$,
- 3 pary → $sp^2$,
- 4 pary → $sp^3$.
📘Teoria 1
Typy hybrydyzacji
- $sp^3$ — 4 orbitale, kształt tetraedryczny, kąt $109{,}5^\circ$ (np. $\text{CH}_4$),
- $sp^2$ — 3 orbitale, kształt trójkątny płaski, kąt $120^\circ$ (np. $\text{BF}_3$),
- $sp$ — 2 orbitale, kształt liniowy, kąt $180^\circ$ (np. $\text{CO}_2$).
Wpływ wolnych par (VSEPR)
Wolne pary elektronowe też zajmują miejsce i „ściskają" kąty. Dlatego mimo hybrydyzacji $sp^3$ atomu centralnego:
- woda $\text{H}_2\text{O}$ (2 wolne pary) — kształt kątowy (~$104{,}5^\circ$),
- amoniak $\text{NH}_3$ (1 wolna para) — kształt piramidy (~$107^\circ$).
🧩Quizy 1
✍Zadania 8
Określ typ hybrydyzacji atomu węgla oraz kształt cząsteczki dwutlenku węgla $\text{CO}_2$.
Amoniak $\text{NH}_3$ ma atom azotu z jedną wolną parą elektronową i trzema wiązaniami N–H. Podaj hybrydyzację azotu i kształt cząsteczki.
Cząsteczka $\text{BF}_3$ ma atom boru z trzema wiązaniami B–F i bez wolnych par. Określ hybrydyzację, kształt i kąt między wiązaniami.
Cyjanowodór HCN ⇌ HNC (izocyjanowodór); w temperaturze pokojowej na $99$ cząsteczek HCN przypada $1$ cząsteczka HNC. Napisz wzór elektronowy dominującej odmiany (HCN), zaznacz pary wiążące i wolne pary oraz określ hybrydyzację orbitali walencyjnych atomu węgla.
Fosgen COCl2 (tt $-118\,^\circ$C, tw $8\,^\circ$C). Uzupełnij informacje o strukturze elektronowej (podkreśl). Orbitalom walencyjnym atomu C przypisuje się hybrydyzację (sp / sp2 / sp3). Cząsteczka fosgenu (jest / nie jest) płaska. Wiązanie π tworzą orbital walencyjny (s / p / zhybrydyzowany) atomu C i orbital p atomu tlenu.
Dwuujemny jon pierwiastka Z ma konfigurację 1s22s22p63s23p6. Pierwiastki X i Z tworzą związek XZ2, w którym stosunek masowy X do Z wynosi $3:16$; cząsteczka ma budowę liniową. Napisz wzór sumaryczny związku, podaj typ hybrydyzacji atomu X oraz liczbę wiązań σ i π w cząsteczce.
Poniżej przedstawiono jeden ze wzorów struktury elektronowej SO3.
Określ typ hybrydyzacji orbitali atomu siarki (sp, sp2, sp3) i geometrię cząsteczki (liniowa, płaska, tetraedryczna).
Napisz, ile wiązań $\sigma$ i ile wiązań $\pi$ występuje w cząsteczce SO3 o przedstawionej strukturze.