Глава 3. Химическая связь

3.3.7. Метод Гиллеспи–Найхолма

Этот метод основан на том, что реальная геометрия молекулы определяется не только гибридизацией АО, но и числом двухэлектронных двухцентровых связей (связывающих электронных пар) и наличием неподеленных электронных пар (Е). Тогда при одинаковой гибридизации молекула метана соответствует формуле CH₄, аммиака – NH₃E, воды – H₂OE₂. При этом каждая молекула представляет собой геометрическую фигуру, вписанную в сферу. Молекула будет иметь минимум энергии, если все связывающие электронные пары будут равноудалены друг от друга на поверхности сферы. Неподеленная электронная пара занимает на сфере большую площадь, что приводит к уменьшению валентного угла тем больше, чем больше в молекуле неподеленных электронных пар E. Рассмотрим структуры молекул от трехатомных до семиатомных (рис. 3.18).

Для трехатомной молекулы AX₂ возможно единственное строение – линейное, четырехатомная молекула AX₃ будет плоской в форме равностороннего треугольника, пятиатомная AX₄ – тетраэдрической, шестиатомная AX₅ – иметь форму треугольной бипирамиды, а семиатомная AX₆ – форму октаэдра.

Иное дело – наличие в молекуле неподеленных электронных пар. В этом случае геометрия молекулы существенно меняется. Молекула AX₂E будет уже не линейной, а угловой, AX₃E будет иметь форму треугольной пирамиды, а AX₂E₂ вновь будет угловой, причем угол будет существенно меньше тетраэдрического (например, H₂O). В молекуле AX₄E возможная структура – треугольнопирамидальная. Молекула AX₅E имеет структуру квадратной пирамиды, а молекула AX₄E₂ – квадрата.

1

Рисунок 3.18