4.5.2 Directional Properties of Bon

4.5.2 Directional Properties of Bonds As we have already seen, the covalent bond is formed by overlapping of atomic orbitals. The molecule of hydrogen is formed due to the overlap of 1s-orbitals of two H atoms. In case of polyatomic molecules like CH4, NH3 and H2O, the geometry of the molecules is also important in addition to the bond formation. For example why is it so that CH4 molecule has tetrahedral shape and HCH bond angles are 109.5°? Why is the shape of NH3 molecule pyramidal ? The valence bond theory explains the shape, the formation and directional properties of bonds in polyatomic molecules like CH4, NH3 and H2O, etc. in terms of overlap and hybridisation of atomic orbitals. 4.5.3 Overlapping of Atomic Orbitals When orbitals of two atoms come close to form bond, their overlap may be positive, negative or zero depending upon the sign (phase) and direction of orientation of amplitude of orbital wave function in space (Fig. 4.9). Positive and negative sign on boundary surface diagrams in the Fig. 4.9 show the sign (phase) of orbital wave function and are not related to charge. Orbitals forming bond should have same sign (phase) and orientation in space. This is called positive overlap. Various overlaps of s and p orbitals are depicted in Fig. 4.9. The criterion of overlap, as the main factor for the formation of covalent bonds applies uniformly to the homonuclear/heteronuclear diatomic molecules and polyatomic molecules. We know that the shapes of CH4, NH3, and H2O molecules are tetrahedral, pyramidal and bent respectively. It would be therefore interesting to use VB theory to find out if these geometrical shapes can be explained in terms of the orbital overlaps. Let us first consider the CH4 (methane) molecule. The electronic configuration of carbon in its ground state is [He]2s2 2p2 which in the excited state becomes [He] 2s1 2px1 2py1 2pz1. The energy required for this excitation is compensated by the release of energy due to overlap between the orbitals of carbon and the
hydrogen.The four atomic orbitals of carbon, each with an unpaired electron can overlap with the 1s orbitals of the four H atoms which are also singly occupied. This will result in the formation of four C-H bonds. It will, however, be observed that while the three p orbitals of carbon are at 90° to one another, the HCH angle for these will also be 90°. That is three C-H bonds will be oriented at 90° to one another. The 2s orbital of carbon and the 1s orbital of H are spherically symmetrical and they can overlap in any direction. Therefore the direction of the fourth C-H bond cannot be ascertained. This description does not fit in with the tetrahedral HCH angles of 109.5°. Clearly, it follows that simple atomic orbital overlap does not account for the directional characteristics of bonds in CH4. Using similar procedure and arguments, it can be seen that in the

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4.5.2 ทิศทางคุณสมบัติของพันธบัตรเป็นเราได้เห็นแล้ว พันธะโคเวเลนต์จะเกิดขึ้น โดยการทับซ้อนของ orbitals ปรมาณู โมเลกุลของไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนของ orbitals 1s ของ H สองอะตอม ในกรณีที่โมเลกุลหลายวาเลนซ์ เช่น CH4, NH3, H2O เรขาคณิตของโมเลกุลเป็นในสิ่งที่สำคัญนอกเหนือจากการสร้างพันธะ ตัวอย่างเช่น ทำไมกันนะเพื่อให้โมเลกุล CH4 มี tetrahedral ร่าง และมุมพันธะ HCH 109.5° ทำไมรูปร่างของโมเลกุล NH3 เป็นเสี้ยม วาเลนซ์บอนด์ทฤษฎีอธิบายรูปร่าง การสร้าง และคุณสมบัติทิศทางของพันธะในโมเลกุลหลายวาเลนซ์ เช่น CH4, NH3, H2O ฯลฯ ในแง่ของการทับซ้อนและ hybridisation ของ orbitals ปรมาณู 4.5.3 การทับซ้อนของอะตอม Orbitals เมื่อ orbitals สองอะตอมมาใกล้ฟอร์มพันธบัตร ทับซ้อนอาจเป็นค่าบวก ลบ หรือศูนย์ขึ้นลง (เฟส) และทิศทางของทิศทางของคลื่นของฟังก์ชันคลื่นของวงโคจรในอวกาศ (รูปที่ 4.9) หมายบวก และลบใน 4.9 รูปไดอะแกรมผิวขอบเขตแสดงเครื่องหมาย (เฟส) ของฟังก์ชันคลื่นของวงโคจร และไม่เกี่ยวข้องกับค่าธรรมเนียม ขึ้นรูปพันธบัตร orbitals ควรมีเครื่องหมายเหมือนกัน (เฟส) และการวางแนวในพื้นที่ สิ่งนี้เรียกว่าทับซ้อนในเชิงบวก ทับซ้อนต่าง ๆ ของ s และ p orbitals อธิบายในรูป 4.9 เกณฑ์ของทับซ้อนกัน เป็นปัจจัยหลักสำหรับการก่อตัวของพันธะโคเวเลนต์กับสม่ำเสมอ homonuclear/heteronuclear วาเลนซ์เดียวโมเลกุลและโมเลกุลหลายวาเลนซ์นั้น เรารู้ว่า รูปร่างของโมเลกุล CH4, NH3, H2O และเป็น tetrahedral เสี้ยม และโค้งตามลำดับ มันจะดังนั้นจึงน่าสนใจที่จะใช้ทฤษฎี VB เพื่อค้นหาถ้ารูปร่างทางเรขาคณิตเหล่านี้สามารถอธิบายได้ในแง่ของ ออร์บิทัลทับซ้อน ให้เรามาพิจารณา CH4 (มีเทน) โมเลกุล การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของคาร์บอนในสถานะพื้นเป็น 2 p 2 ซึ่งในสภาพตื่นเต้นกลายเป็น [เขา] 2s1 2px1 2py1 2pz1 2s2 [เขา] พลังงานที่จำเป็นสำหรับกระตุ้นนี้จะชดเชย โดยการปล่อยพลังงานครบกำหนดซ้อนทับระหว่าง orbitals คาร์บอนและ ไฮโดรเจน Orbitals อะตอมสี่ของคาร์บอน ด้วยอิเล็กตรอน unpaired สามารถทับซ้อนกับ 1s orbitals อะตอม H สี่ที่เดี่ยวยังมีการครอบครอง นี้จะส่งผลในการก่อตัวของพันธะ C-H 4 อย่างไรก็ตาม จะ เป็นที่สังเกตว่า ในขณะที่ orbitals p สามของคาร์บอนอยู่ที่ 90 องศาต่อกัน มุม HCH เหล่านี้จะ 90 องศา นั่นคือสามพันธะ C-H จะอยู่ที่ 90 องศาต่อกัน 2s วงของคาร์บอนและ 1s ออร์บิทัลของ H จะมีสมมาตร และสามารถซ้อนในทิศทางใดก็ ดังนั้น ทิศทางของพันธะ C-H สี่ไม่สามารถตรวจสอบ คำอธิบายนี้ไม่เหมาะกับมุม HCH tetrahedral 109.5 ° อย่างชัดเจน มันตามง่ายซ้อนโคจรอะตอมไม่บัญชีในลักษณะทิศทางของพันธะใน CH4 ใช้ขั้นตอนคล้ายกันและอาร์กิวเมนต์ จะเห็นได้ว่าในการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4.5.2 คุณสมบัติทิศทางของหุ้นกู้ดังที่เราได้เห็นแล้วพันธะโควาเลนจะเกิดขึ้นจากการทับซ้อนกันของปรมาณู orbitals โมเลกุลของไฮโดรเจนเกิดขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนของ 1s-orbitals สอง H อะตอม ในกรณีของโมเลกุล polyatomic เช่น CH4, NH3 และ H2O เรขาคณิตของโมเลกุลเป็นสิ่งที่สำคัญนอกเหนือไปจากการสร้างความผูกพัน ตัวอย่างเช่นทำไมมันจึงเป็นเรื่องที่ CH4 โมเลกุลมีมุมรูปร่าง tetrahedral และ HCH พันธบัตร 109.5 °? เป็นรูปทรงของ NH3 โมเลกุลเสี้ยมทำไม? ทฤษฎี Valence พันธบัตรอธิบายรูปร่างการก่อตัวและคุณสมบัติทิศทางของพันธบัตรในโมเลกุล polyatomic เช่น CH4, NH3 และ H2O ฯลฯ ในแง่ของการทับซ้อนและ hybridisation ของปรมาณู orbitals 4.5.3 การซ้อนทับกันของอะตอม Orbitals เมื่อ orbitals ของสองอะตอมมาใกล้เคียงกับรูปแบบพันธบัตรที่ทับซ้อนกันของพวกเขาอาจจะบวกลบหรือศูนย์ขึ้นอยู่กับการเข้าสู่ระบบ (เฟส) และทิศทางของการวางแนวของความกว้างของฟังก์ชันคลื่นโคจรในอวกาศ (รูป. 4.9 ) สัญญาณบวกและลบในแผนผังผิวเขตแดนในรูป 4.9 แสดงการเข้าสู่ระบบ (เฟส) ของฟังก์ชันคลื่นโคจรและไม่ได้เกี่ยวข้องกับการเรียกเก็บเงิน orbitals สร้างพันธะควรมีเครื่องหมายเดียวกัน (เฟส) และการวางแนวในพื้นที่ นี้เรียกว่าทับซ้อนกันในเชิงบวก การทับซ้อนต่างๆของและ P orbitals จะปรากฎในรูป 4.9 เกณฑ์ของการทับซ้อนเป็นปัจจัยหลักสำหรับการก่อตัวของพันธะโควาเลนนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอกับ homonuclear / โมเลกุลวิวิธพันธ์และโมเลกุล polyatomic เรารู้ว่ารูปร่างของโมเลกุล CH4, NH3 และ H2O มี tetrahedral เสี้ยมและโค้งงอตามลำดับ มันจะเป็นดังนั้นจึงน่าสนใจที่จะใช้ทฤษฎี VB เพื่อดูว่ารูปทรงเรขาคณิตเหล่านี้สามารถอธิบายได้ในแง่ของการทับซ้อนของวงโคจร ให้เราก่อนพิจารณา CH4 (ก๊าซมีเทน) โมเลกุล การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาพพื้นดินที่เป็น [เขา] 2S2 2p2 ซึ่งอยู่ในสถานะที่ตื่นเต้นเป็น [เขา] 2S1 2px1 2py1 2pz1 พลังงานที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้นนี้จะได้รับการชดเชยจากการปล่อยพลังงานเนื่องจากการทับซ้อนระหว่าง orbitals ของคาร์บอนและ
hydrogen.The สี่ orbitals อะตอมของคาร์บอนแต่ละคนมีอิเล็กตรอน unpaired สามารถซ้อนทับกับ 1s orbitals ของสี่อะตอม H ซึ่งเป็น ยังครอบครองโดยลำพัง ซึ่งจะส่งผลในการก่อตัวของสี่พันธบัตรช มันจะได้ แต่จะสังเกตได้ว่าในขณะที่สาม orbitals P ของคาร์บอนอยู่ที่ 90 °ถึงอีกคนหนึ่งมุม HCH เหล่านี้ยังจะ 90 ° นั่นคือสาม CH พันธบัตรจะได้รับการมุ่งเน้นที่ 90 °กับอีกคนหนึ่ง 2s โคจรของคาร์บอนและ 1s โคจรของเอชสมมาตรทรงกลมและพวกเขาสามารถซ้อนทับกันในทิศทางใด ดังนั้นทิศทางของพันธบัตร CH ที่สี่ไม่สามารถตรวจสอบได้ คำอธิบายนี้ไม่สอดคล้องกับมุม HCH tetrahedral ของ 109.5 ° เห็นได้ชัดว่ามันตามที่ทับซ้อนกันง่ายโคจรของอะตอมไม่บัญชีสำหรับลักษณะทิศทางของพันธบัตรใน CH4 โดยใช้ขั้นตอนที่คล้ายกันและมีปากเสียงก็จะเห็นได้ว่าใน