จะทราบชนิดของการผสมพันธุ์ในสารประกอบอนินทรีย์ได้อย่างไร ประเภทของการผสมพันธุ์ของ ao

คำแนะนำ

พิจารณาโมเลกุลที่ง่ายที่สุด ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีเทน ดูเหมือนว่านี้: CH4 แบบจำลองเชิงพื้นที่ของโมเลกุลคือจัตุรมุข อะตอมของคาร์บอนสร้างพันธะกับอะตอมไฮโดรเจนสี่อะตอมที่มีความยาวและพลังงานเท่ากันทุกประการ ตามตัวอย่างข้างต้น 3 - P อิเล็กตรอนและ 1 S - อิเล็กตรอนมีส่วนร่วมซึ่งวงโคจรเริ่มสอดคล้องกับวงโคจรของอิเล็กตรอนอีก 3 ตัวอันเป็นผลมาจากสิ่งที่เกิดขึ้น การผสมพันธุ์ประเภทนี้เรียกว่าการผสมพันธุ์ sp^3 มีอยู่ในทุกอบายมุข

แต่ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของสารประกอบไม่อิ่มตัวคือเอทิลีน มีสูตรดังนี้: C2H4 การผสมพันธุ์แบบใดที่มีอยู่ในคาร์บอนในโมเลกุลของสารนี้? ผลที่ได้คือ วงโคจรทั้งสามวงก่อตัวขึ้นในรูปของ "เลขแปด" ที่ไม่สมมาตร ซึ่งวางอยู่ในระนาบเดียวกันที่มุม 120^0 ซึ่งกันและกัน พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอน 1 – S และ 2 – P P - อิเล็กตรอนตัวที่ 3 ตัวสุดท้ายไม่ได้ปรับเปลี่ยนวงโคจรของมันนั่นคือมันยังคงอยู่ในรูปของ "แปด" ปกติ การผสมพันธุ์ประเภทนี้เรียกว่าการผสมพันธุ์ sp^2

พันธะเกิดขึ้นได้อย่างไรในโมเลกุล? วงโคจรไฮบริดสองวงของแต่ละอะตอมสัมผัสกับอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม วงโคจรลูกผสมลูกที่สามก่อให้เกิดพันธะกับวงโคจรเดียวกันของวงอื่น และออร์บิทัล P ที่เหลือล่ะ? พวกมัน "ดึงดูด" กันทั้งสองข้างของระนาบโมเลกุล พันธะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคาร์บอน เป็นอะตอมที่มีพันธะ "สองเท่า" ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือ sp^2

เกิดอะไรขึ้นในโมเลกุลอะเซทิลีนหรือ? มีสูตรดังนี้: C2H2 ในแต่ละอะตอมของคาร์บอน มีเพียงอิเล็กตรอนสองตัวเท่านั้นที่ได้รับการผสมพันธุ์: 1 -S และ 1 -P ส่วนที่เหลืออีกสองตัวจะคงออร์บิทัลไว้ในรูปแบบของ "แปดปกติ" ซึ่งทับซ้อนกันในระนาบของโมเลกุลและทั้งสองด้านของมัน นั่นคือสาเหตุที่การผสมพันธุ์ประเภทนี้เรียกว่า sp - การผสมพันธุ์ มันมีอยู่ในอะตอมที่มีพันธะสามเท่า

ทั้งหมด คำที่มีอยู่ในภาษาใดภาษาหนึ่งสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม นี่เป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดทั้งความหมายและฟังก์ชันทางไวยากรณ์ คำ- ถือว่ามันเป็นที่แน่นอน พิมพ์คุณสามารถแก้ไขได้ตามกฎแม้ว่าคุณจะไม่เคยเห็นมาก่อนก็ตาม ประเภทขององค์ประกอบ คำศัพท์เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของภาษา

คุณจะต้อง

• - ข้อความ;
• - พจนานุกรม

คำแนะนำ

เลือกคำที่คุณต้องการกำหนดประเภท การเป็นส่วนหนึ่งของคำพูดส่วนหนึ่งหรือส่วนอื่นยังไม่ได้มีบทบาท เช่นเดียวกับรูปแบบและหน้าที่ในประโยค จะเป็นคำอะไรก็ได้อย่างแน่นอน หากไม่มีการระบุไว้ในงาน ให้จดสิ่งแรกที่คุณพบ พิจารณาว่าจะตั้งชื่อวัตถุ คุณภาพ การดำเนินการหรือไม่ สำหรับพารามิเตอร์นี้ทุกอย่าง คำแบ่งออกเป็นนาม สรรพนาม ตัวเลข ช่วย และคำอุทาน ถึงขั้นแรก พิมพ์ได้แก่คำนาม คำคุณศัพท์ กริยา และ เป็นชื่อของวัตถุ คุณสมบัติ และการกระทำ คำประเภทที่สองที่มีฟังก์ชันการตั้งชื่อคือคำสรรพนาม ความสามารถในการตั้งชื่อไม่อยู่ในประเภท คำอุทาน และการบริการ คำเหล่านี้เป็นคำกลุ่มเล็กๆ แต่มีอยู่ในทุกคน

พิจารณาว่าคำที่กำหนดสามารถแสดงแนวคิดได้หรือไม่ ฟังก์ชั่นนี้มีให้สำหรับ คำหน่วยอารีของประเภทส่วน เนื่องจากเป็นหน่วยที่สร้างชุดแนวคิดของภาษาใดๆ อย่างไรก็ตาม จำนวนใดๆ ก็อยู่ในหมวดหมู่ของแนวคิดด้วย ดังนั้น จึงมีฟังก์ชันนี้ด้วย คำที่ใช้งานได้ก็มีเช่นกัน แต่คำสรรพนามและคำอุทานไม่มี

พิจารณาว่าคำนั้นจะเป็นอย่างไรหากอยู่ในประโยค เป็นไปได้ไหม? จะเป็นคำสำคัญอะไรก็ได้ แต่ทั้งตัวเลขและตัวเลขก็มีความเป็นไปได้เช่นนี้ แต่พวกที่เป็นทางการ คำมีบทบาทช่วย, ไม่ว่าเรื่อง, หรืออย่างใดอย่างหนึ่ง สมาชิกรายย่อยไม่สามารถเป็นประโยคได้เหมือนกับคำอุทาน

เพื่อความสะดวก คุณสามารถสร้างตารางสี่คอลัมน์และหกแถวได้ ที่แถวบนสุด ให้ตั้งชื่อคอลัมน์ที่เหมาะสมว่า "ประเภทคำ" "การตั้งชื่อ" "แนวคิด" และ "สามารถเป็นส่วนหนึ่งของประโยคได้" ในคอลัมน์แรกซ้ายเขียนชื่อประเภทคำซึ่งมีอยู่ห้าประเภท พิจารณาว่าคำใดมีฟังก์ชันใดและไม่มีฟังก์ชันใด ใส่เครื่องหมายบวกและในคอลัมน์ที่เกี่ยวข้อง หากทั้งสามคอลัมน์มีเครื่องหมายบวก แสดงว่าเป็นประเภทที่มีนัยสำคัญ ข้อดีสรรพนามจะปรากฏในคอลัมน์แรกและคอลัมน์ที่สามในคอลัมน์ที่สองและสาม บริการ คำสามารถแสดงแนวคิดได้เท่านั้นนั่นคือมีหนึ่งบวกในคอลัมน์ที่สอง ตรงข้ามคำอุทานในทั้งสามคอลัมน์จะมีเครื่องหมายลบ

วิดีโอในหัวข้อ

การผสมพันธุ์เป็นกระบวนการเพื่อให้ได้ลูกผสม - พืชหรือสัตว์ที่เกิดจากการข้ามสายพันธุ์และสายพันธุ์ต่างๆ คำว่าลูกผสม (ฮิบริดา) กับ ภาษาละตินแปลว่า "ส่วนผสม"

การผสมพันธุ์: เป็นธรรมชาติและประดิษฐ์

กระบวนการผสมพันธุ์นั้นขึ้นอยู่กับการรวมตัวในเซลล์เดียว สารพันธุกรรมเซลล์ที่แตกต่างจากบุคคลที่แตกต่างกัน มีความแตกต่างระหว่างความสัมพันธ์ภายในและระยะไกล จีโนมที่แตกต่างกัน- ในธรรมชาติ การผสมพันธุ์ตามธรรมชาติเกิดขึ้นและเกิดขึ้นโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง โดยการข้ามสายพันธุ์ทำให้พืชเปลี่ยนแปลงและปรับปรุง และสัตว์และสายพันธุ์ใหม่ๆ ก็ปรากฏขึ้น จากมุมมอง การผสมพันธุ์ของ DNA, กรดนิวคลีอิก, การเปลี่ยนแปลงในระดับอะตอมและภายในอะตอมเกิดขึ้น

ในวิชาเคมีเชิงวิชาการ การผสมข้ามพันธุ์หมายถึงปฏิกิริยาเฉพาะในโมเลกุลของสาร ออร์บิทัลของอะตอม- แต่มันไม่จริง กระบวนการทางกายภาพแต่เป็นเพียงแบบจำลองสมมุติแนวคิดเท่านั้น

ลูกผสมในการผลิตพืชผล

ในปี ค.ศ. 1694 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน R. Camerarius เสนอให้มีการผลิตแบบเทียม และในปี ค.ศ. 1717 ภาษาอังกฤษ T. Fairchild ข้ามได้เป็นครั้งแรก ประเภทต่างๆดอกคาร์เนชั่น ทุกวันนี้มีการดำเนินการผสมข้ามพันธุ์พืชเพื่อให้ได้ผลผลิตสูงหรือดัดแปลงได้เช่นพันธุ์ที่ทนต่อความเย็นจัด การผสมพันธุ์ของรูปแบบและพันธุ์เป็นหนึ่งในวิธีการปรับปรุงพันธุ์พืช ด้วยวิธีนี้พืชผลทางการเกษตรสมัยใหม่จำนวนมากได้ถูกสร้างขึ้น

ในระหว่างการผสมพันธุ์ระยะไกล เมื่อมีการข้ามตัวแทนของสปีชีส์ต่าง ๆ และจีโนมที่แตกต่างกันมารวมกัน ผลที่ได้คือลูกผสมในกรณีส่วนใหญ่จะไม่ให้กำเนิดลูกหลานหรือผลิตลูกผสมที่มีคุณภาพต่ำ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงไม่มีประโยชน์ที่จะทิ้งเมล็ดแตงกวาลูกผสมไว้ในสวนและซื้อเมล็ดพันธุ์ทุกครั้งในร้านเฉพาะ

การเพาะพันธุ์ในปศุสัตว์

ในโลกนี้ การผสมพันธุ์ตามธรรมชาติก็เกิดขึ้นทั้งแบบเฉพาะเจาะจงและแบบระยะไกลเช่นกัน ล่อเป็นที่รู้จักของมนุษย์เมื่อสองพันปีก่อนยุคของเรา และปัจจุบันล่อและหินนี่ถูกนำมาใช้ในครัวเรือนเป็นสัตว์ทำงานที่ค่อนข้างถูก จริงอยู่ที่การผสมข้ามพันธุ์นั้นมีความเฉพาะเจาะจงกันดังนั้นลูกผสมตัวผู้จึงจำเป็นต้องเกิดมาเป็นหมัน ตัวเมียแทบจะไม่สามารถให้กำเนิดลูกได้

ล่อเป็นลูกผสมระหว่างลาและลา ลูกผสมที่ได้จากการผสมข้ามม้ากับลาเรียกว่าฮินนี่ ล่อได้รับการอบรมมาเป็นพิเศษ พวกมันสูงและแข็งแกร่งกว่าฮินนี่

แต่การผสมข้ามพันธุ์สุนัขบ้านกับหมาป่าเป็นกิจกรรมที่พบบ่อยมากในหมู่นักล่า จากนั้นจึงนำลูกหลานไปคัดเลือกต่อไปจนเกิดเป็นสุนัขสายพันธุ์ใหม่ ปัจจุบัน การคัดเลือกสัตว์ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของความสำเร็จของอุตสาหกรรมปศุสัตว์ การผสมข้ามพันธุ์จะดำเนินการโดยมีจุดประสงค์โดยเน้นไปที่พารามิเตอร์ที่ระบุ

เราได้ยินมามากเกี่ยวกับลูกผสม ภาพยนตร์และหนังสือพูดถึงสิ่งเหล่านี้ และวิทยาศาสตร์ก็ตรวจสอบพวกเขาด้วย ในสองแหล่งแรก ลูกผสมเป็นสิ่งมีชีวิตที่อันตรายมาก พวกเขาสามารถนำมาซึ่งความชั่วร้ายมากมาย แต่การผสมข้ามพันธุ์ไม่ได้เป็นสิ่งที่เลวร้ายเสมอไป บ่อยครั้งมันก็ดี

ตัวอย่างของการผสมข้ามพันธุ์คือทุกคน เราทุกคนเป็นลูกผสมของคนสองคน - พ่อและแม่ ดังนั้นการหลอมรวมของไข่และอสุจิจึงเป็นการผสมข้ามพันธุ์เช่นกัน มันเป็นกลไกที่ช่วยให้วิวัฒนาการก้าวไปข้างหน้า ในกรณีนี้จะเกิดการผสมข้ามพันธุ์กับเครื่องหมายลบด้วย ลองดูปรากฏการณ์นี้โดยรวม

แนวคิดทั่วไปของการผสมพันธุ์

อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่รวมถึงชีววิทยาเท่านั้น แนวคิดนี้- และให้บทนำพิจารณาตัวอย่างกับลูกผสมในฐานะบุคคลที่เต็มเปี่ยมจากสิ่งที่เข้าใจยาก สายพันธุ์ทางชีวภาพ- นอกจากนี้แนวคิดนี้สามารถนำไปใช้ในวิทยาศาสตร์อื่นได้ และความหมายของคำนี้จะแตกต่างออกไปเล็กน้อย แต่ในขณะเดียวกันก็ยังมีบางสิ่งที่เหมือนกัน นี่คือคำว่า "สหภาพ" ซึ่งรวมความหมายที่เป็นไปได้ทั้งหมดของคำนี้เข้าด้วยกัน

แนวคิดนี้มีอยู่ที่ไหน?

คำว่า "การผสมพันธุ์" ถูกใช้ในวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่ง และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ที่สุดสาขาวิชาที่มีอยู่ทับซ้อนกัน ดังนั้นเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการใช้แต่ละความหมายของคำนี้ในวิทยาศาสตร์ใด ๆ ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับสาขาการวิจัยทางธรรมชาติได้อย่างปลอดภัย ขณะเดียวกันก็มีความกระตือรือร้นมากที่สุด เทอมนี้ใช้ใน:

1. ชีววิทยา. นี่คือที่มาของแนวคิดเรื่องไฮบริด แม้ว่าเช่นเคยเมื่อย้ายจากวิทยาศาสตร์มาเป็น ชีวิตประจำวันมีการบิดเบือนความจริงบางประการ โดยคำว่าลูกผสม เราหมายถึงบุคคลที่เกิดจากการข้ามสายพันธุ์อื่นอีกสองสายพันธุ์ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเสมอไป
2. เคมี. แนวคิดนี้หมายถึงการผสมผสานของออร์บิทัลหลายอัน - เส้นทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่เป็นเอกลักษณ์
3. ชีวเคมี. ที่นี่ แนวคิดหลักคือการผสมพันธุ์ของดีเอ็นเอ

อย่างที่คุณเห็น จุดที่สามอยู่ที่จุดเชื่อมต่อของสองวิทยาศาสตร์ และนี่คือการปฏิบัติปกติอย่างยิ่ง คำหนึ่งคำเดียวกันสามารถสร้างความหมายที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงที่จุดเชื่อมต่อของสองวิทยาศาสตร์ มาดูแนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์ในวิทยาศาสตร์เหล่านี้กันดีกว่า

ไฮบริดคืออะไร?

ลูกผสมคือสิ่งมีชีวิตที่สร้างขึ้นผ่านกระบวนการผสมพันธุ์ แนวคิดนี้เกี่ยวข้องกับชีววิทยา ลูกผสมสามารถรับได้โดยไม่ตั้งใจหรือโดยตั้งใจ ในกรณีแรก สิ่งเหล่านี้อาจกลายเป็นสัตว์ที่ถูกสร้างขึ้นในกระบวนการผสมพันธุ์สิ่งมีชีวิตสองชนิดที่ต่างกัน

ตัวอย่างเช่น พวกเขาพูดถึงแมวและสุนัขที่มีลูกซึ่งไม่ใช่ทั้งสองคน บางครั้งลูกผสมก็ถูกสร้างขึ้นโดยตั้งใจ ตัวอย่างเช่น เมื่อเชอร์รี่ติดอยู่กับแอปริคอท เรากำลังเผชิญกับการผสมพันธุ์แบบพิเศษ

การผสมพันธุ์ทางชีววิทยา

ชีววิทยา - วิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ- และแนวคิดเรื่องการผสมพันธุ์ก็น่าหลงใหลไม่น้อย คำนี้หมายถึงการรวมกันของสารพันธุกรรมจากเซลล์ต่างๆ ให้เป็นหนึ่งเดียว สิ่งเหล่านี้อาจเป็นตัวแทนของสายพันธุ์เดียวหรือหลายสายพันธุ์ก็ได้ ดังนั้นจึงมีการแบ่งออกเป็นประเภทของการผสมพันธุ์ดังกล่าว

• การผสมพันธุ์แบบเฉพาะเจาะจง นี่คือเมื่อบุคคลสองคนที่เป็นสายพันธุ์เดียวกันสร้างลูกหลานขึ้นมา ตัวอย่างของการผสมข้ามพันธุ์ภายในคือมนุษย์ ได้มาจากกระบวนการหลอมรวมเซลล์สืบพันธุ์ของตัวแทนของสายพันธุ์ทางชีววิทยาหนึ่งชนิด
• การผสมข้ามพันธุ์แบบเฉพาะเจาะจง นี่คือเมื่อสัตว์คล้ายกัน แต่เป็นของสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน เช่น ลูกผสมระหว่างม้ากับม้าลาย
• การผสมพันธุ์ระยะไกล นี่คือเวลาที่ตัวแทนของสายพันธุ์เดียวกันอย่างน้อยผสมพันธุ์กัน แต่ไม่ได้รวมเป็นหนึ่งเดียวกันโดยสายสัมพันธ์ทางครอบครัว

แต่ละพันธุ์เหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยในเรื่องวิวัฒนาการเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังพยายามผสมข้ามสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์ต่างๆ กันอย่างแข็งขัน มันทำงานได้ดีที่สุดกับพืช มีสาเหตุหลายประการสำหรับสิ่งนี้:

• จำนวนโครโมโซมที่แตกต่างกัน แต่ละสปีชีส์ไม่เพียงมีจำนวนโครโมโซมที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น แต่ยังมีโครโมโซมชุดหนึ่งด้วย ทั้งหมดนี้รบกวนการสืบพันธุ์ของลูกหลาน
• พืชลูกผสมเท่านั้นที่สามารถสืบพันธุ์ได้ และนั่นก็ไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป
• พืชเท่านั้นที่สามารถเป็นโพลีพลอยด์ได้ พืชที่จะสืบพันธุ์ได้นั้นจะต้องกลายเป็นโพลิพลอยด์ ในกรณีของสัตว์นี่คือความตายอย่างแน่นอน
• ความเป็นไปได้ของการผสมพันธุ์พืช นี่เป็นวิธีที่ง่ายและสะดวกมากในการสร้างลูกผสมของพืชหลายชนิด

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการข้ามโรงงานสองแห่งจึงง่ายและมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก ในกรณีของสัตว์อาจเป็นไปได้ที่จะบรรลุความเป็นไปได้ในการสืบพันธุ์ในอนาคต แต่ต่อไป ในขณะนี้ความคิดเห็นอย่างเป็นทางการทางชีววิทยาคือสัตว์ลูกผสมสูญเสียความสามารถในการสืบพันธุ์ เนื่องจากบุคคลเหล่านี้มีความไม่แน่นอนทางพันธุกรรม ดังนั้นจึงไม่ทราบว่าการสืบพันธุ์อาจนำไปสู่อะไร

ประเภทของการผสมพันธุ์ทางชีววิทยา

ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างกว้างในสาขาวิชาเฉพาะทาง การผสมพันธุ์มีสองประเภทที่มีให้:

1. ทางพันธุกรรม นี่คือตอนที่เซลล์สองเซลล์ถูกรวมเป็นหนึ่งเดียวโดยมีชุดโครโมโซมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว
2. ชีวเคมี ตัวอย่างของประเภทนี้คือ DNA hybridization นี่คือเมื่อกรดนิวคลีอิกเสริมรวมกันเป็น DNA เดียว

สามารถแบ่งได้เป็น มากกว่าพันธุ์ แต่เราทำไปแล้วในส่วนย่อยที่แล้ว. ดังนั้นการผสมพันธุ์แบบระยะไกลและแบบเฉพาะเจาะจงจึงเป็นส่วนประกอบของประเภทแรก และการจำแนกประเภทก็ขยายออกไปอีก

แนวคิดเรื่องการผสมพันธุ์พืช

การผสมพันธุ์พืชเป็นแนวคิดทางชีววิทยาที่หมายถึงการผสมข้ามพันธุ์ของพืชสองชนิดโดยที่ส่วนหนึ่งของพืชชนิดหนึ่งหยั่งรากไปยังอีกพืชหนึ่ง นั่นคือการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นเนื่องจากการรวมกันของทั้งสอง ส่วนต่างๆร่างกาย. ใช่แล้ว นี่คือวิธีที่คุณสามารถอธิบายลักษณะของพืชได้ ท้ายที่สุดแล้ว เขายังมีอวัยวะของตัวเองที่รวมตัวกันเป็นระบบทั้งหมด ดังนั้น ถ้าคุณเรียกพืชว่าสิ่งมีชีวิต ก็ไม่มีอะไรผิดปกติ

การผสมพันธุ์พืชมีข้อดีหลายประการ นี้:

• ความสะดวก.
• ความเรียบง่าย
• ประสิทธิภาพ.
• การปฏิบัติจริง

ข้อดีเหล่านี้ทำให้การผสมข้ามพันธุ์ประเภทนี้เป็นที่นิยมในหมู่ชาวสวน นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่าการผสมข้ามพันธุ์ทางโซมาติก นี่คือเมื่อไม่ใช่เซลล์สืบพันธุ์ แต่เป็นเซลล์ร่างกายหรือโปรโตพลาสต์ วิธีการนี้การผสมข้ามพันธุ์จะดำเนินการเมื่อไม่สามารถสร้างลูกผสมด้วยวิธีทางเพศมาตรฐานระหว่างพืชหลายชนิดได้

การผสมพันธุ์ในวิชาเคมี

แต่ตอนนี้เราจะถอยห่างจากชีววิทยาเล็กน้อยและพูดคุยเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์อื่น เคมีมีแนวคิดเป็นของตัวเอง เรียกว่า "การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอะตอม" นี่เป็นคำที่ซับซ้อนมาก แต่ถ้าคุณเข้าใจเคมีเพียงเล็กน้อย ก็ไม่มีอะไรซับซ้อนเกี่ยวกับเรื่องนี้ ก่อนอื่นเราต้องอธิบายว่าออร์บิทัลคืออะไร

นี่เป็นเส้นทางชนิดหนึ่งที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไป เราได้รับการสอนเรื่องนี้ที่โรงเรียน และถ้าเกิดว่าวงโคจรเหล่านี้ ประเภทต่างๆผสมแล้วจะได้ลูกผสม ปรากฏการณ์มีสามประเภทที่เรียกว่า "การผสมพันธุ์ในวงโคจร" เหล่านี้เป็นพันธุ์ต่อไปนี้:

• sp การผสมพันธุ์ - หนึ่ง s และอีก p วงโคจร;
• sp 2 การผสมพันธุ์ - หนึ่ง s และสอง p orbitals;
• sp 3 การผสมพันธุ์ - หนึ่ง s และสาม p ออร์บิทัลถูกรวมเข้าด้วยกัน

หัวข้อนี้ค่อนข้างซับซ้อนในการศึกษา และต้องพิจารณาแยกออกจากส่วนที่เหลือของทฤษฎีอย่างแยกไม่ออก ยิ่งไปกว่านั้น แนวคิดของการผสมข้ามวงโคจรเกี่ยวข้องกับการสิ้นสุดของหัวข้อนี้มากกว่าจุดเริ่มต้น ท้ายที่สุดคุณต้องศึกษาแนวคิดของออร์บิทัลว่ามันคืออะไรและอื่น ๆ

ข้อสรุป

ดังนั้นเราจึงเข้าใจความหมายของแนวคิดเรื่อง "การผสมพันธุ์" แล้ว เรื่องนี้ค่อนข้างน่าสนใจทีเดียว สำหรับหลายๆ คน การค้นพบว่าเคมีก็มีแนวคิดนี้เช่นกัน แต่หากคนเช่นนั้นไม่รู้เรื่องนี้แล้วพวกเขาจะเรียนรู้อะไรได้บ้าง? จึงมีการพัฒนา สิ่งสำคัญคืออย่าหยุดฝึกฝนความรอบรู้ของคุณ เพราะสิ่งนี้จะทำให้คุณมีลักษณะที่ดีอย่างแน่นอน

การผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัลอะตอมและเรขาคณิตโมเลกุล

ลักษณะสำคัญของโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมมากกว่าสองอะตอมก็คือ การกำหนดค่าทางเรขาคณิตมันถูกกำหนดแล้ว ตำแหน่งสัมพัทธ์วงโคจรของอะตอมที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมี

การทับซ้อนกันของเมฆอิเล็กตรอนเป็นไปได้เฉพาะกับการวางแนวสัมพัทธ์ของเมฆอิเล็กตรอนเท่านั้น ในกรณีนี้ บริเวณที่ทับซ้อนกันจะอยู่ในทิศทางที่แน่นอนโดยคำนึงถึงอะตอมที่มีปฏิสัมพันธ์กัน

ตารางที่ 1 การผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัลและโครงร่างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล

อะตอมของเบริลเลียมที่ถูกกระตุ้นนั้นมีโครงร่างเป็น 2s 1 2p 1 อะตอมของโบรอนที่ถูกตื่นเต้นนั้นมีโครงร่างเป็น 2s 1 2p 2 และอะตอมของคาร์บอนที่ถูกตื่นเต้นนั้นมีโครงร่างเป็น 2s 1 2p 3 ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าออร์บิทัลของอะตอมไม่เหมือนกัน แต่มีออร์บิทัลอะตอมที่แตกต่างกันสามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีได้ ตัวอย่างเช่น ในสารประกอบเช่น BeCl 2, BeCl 3, CCl 4 ควรมีพันธะที่มีความแข็งแรงและทิศทางไม่เท่ากัน และพันธะ σ จาก p-orbitals ควรแข็งแรงกว่าพันธะจาก s-orbitals เพราะ สำหรับ p-orbitals มีเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยมากกว่าสำหรับการทับซ้อนกัน อย่างไรก็ตาม จากประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าในโมเลกุลที่มีอะตอมกลางซึ่งมีเวเลนซ์ออร์บิทัล (s, p, d) ต่างกัน พันธะทั้งหมดจะเท่ากัน คำอธิบายเรื่องนี้ได้รับจาก Slater และ Pauling พวกเขาสรุปว่าออร์บิทัลที่ต่างกันซึ่งมีพลังงานไม่แตกต่างกันมากนักจะก่อให้เกิดจำนวนออร์บิทัลลูกผสมที่สอดคล้องกัน ออร์บิทัลลูกผสม (ผสม) เกิดขึ้นจากออร์บิทัลอะตอมต่างๆ จำนวนออร์บิทัลลูกผสมเท่ากับจำนวนออร์บิทัลของอะตอมที่เกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์ ออร์บิทัลลูกผสมมีรูปร่างและพลังงานของเมฆอิเล็กตรอนเหมือนกัน เมื่อเปรียบเทียบกับออร์บิทัลของอะตอม พวกมันจะยืดออกไปในทิศทางของการก่อตัวของพันธะเคมีมากกว่า ดังนั้นจึงทำให้เกิดการทับซ้อนกันของเมฆอิเล็กตรอนได้ดีกว่า

การผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัลของอะตอมต้องใช้พลังงาน ดังนั้น ออร์บิทัลลูกผสมในอะตอมที่แยกเดี่ยวจึงไม่เสถียรและมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนเป็น AO บริสุทธิ์ เมื่อเกิดพันธะเคมี ออร์บิทัลลูกผสมจะคงตัว เนื่องจากพันธะที่แข็งแกร่งกว่าซึ่งเกิดจากออร์บิทัลลูกผสม พลังงานจึงถูกปล่อยออกมาจากระบบมากขึ้น ส่งผลให้ระบบมีเสถียรภาพมากขึ้น

sp-hybridization เกิดขึ้นเช่นในระหว่างการก่อตัวของ Be, Zn, Co และ Hg (II) เฮไลด์ ในสถานะวาเลนซ์ โลหะเฮไลด์ทั้งหมดจะมีค่าที่สอดคล้องกัน ระดับพลังงาน s และ p อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ เมื่อโมเลกุลถูกสร้างขึ้น หนึ่ง s และ p ออร์บิทัลหนึ่งจะเกิดวงโคจร sp ไฮบริดสองอันที่มุม 180 องศา

รูปที่ 3 sp ออร์บิทัลลูกผสม

ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่า Be, Zn, Cd และ Hg(II) เฮไลด์ทั้งหมดเป็นแบบเส้นตรงและพันธะทั้งสองมีความยาวเท่ากัน

sp 2 การผสมพันธุ์

จากผลของการผสมข้ามพันธุ์ของ s-orbital หนึ่งตัวและ p-orbitals สองอัน ทำให้เกิดวงโคจร sp 2 แบบไฮบริดสามอัน ซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกันที่มุม 120 o ซึ่งกันและกัน ตัวอย่างเช่น นี่คือโครงร่างของโมเลกุล BF 3:

รูปที่ 4 sp 2 การผสมพันธุ์

sp 3 การผสมพันธุ์

sp 3 การผสมพันธุ์เป็นลักษณะของสารประกอบคาร์บอน อันเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์ของวงโคจรหนึ่งและสาม

p-orbitals เป็นวงโคจรไฮบริด sp 3 สี่วงที่เกิดขึ้น มุ่งตรงไปยังจุดยอดของจัตุรมุขโดยมีมุมระหว่างวงโคจร 109.5 o การผสมพันธุ์แสดงออกในความสมมูลที่สมบูรณ์ของพันธะของอะตอมคาร์บอนกับอะตอมอื่น ๆ ในสารประกอบเช่นใน CH 4, CCl 4, C(CH 3) 4 เป็นต้น

รูปที่ 5 sp 3 การผสมพันธุ์

หากออร์บิทัลลูกผสมทั้งหมดเชื่อมต่อกับอะตอมเดียวกัน พันธะก็ไม่แตกต่างกัน ในกรณีอื่นๆ จะเกิดการเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากมุมพันธะมาตรฐาน ตัวอย่างเช่นในโมเลกุลของน้ำ H 2 O ออกซิเจน - sp 3 -ลูกผสมตั้งอยู่ในใจกลางของจัตุรมุขที่ผิดปกติที่จุดยอดซึ่งมีอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและอิเล็กตรอนสองคู่โดดเดี่ยว "ดู" (รูปที่ 2) . รูปร่างของโมเลกุลจะเป็นมุมเมื่อมองจากศูนย์กลางของอะตอม มุมพันธะ HOH คือ 105° ซึ่งค่อนข้างใกล้เคียงกับค่าทางทฤษฎีที่ 109°

รูปที่ 6 sp 3 - การผสมพันธุ์ของอะตอมออกซิเจนและไนโตรเจนในโมเลกุล a) H 2 O และ b) NCl 3

หากไม่มีการผสมข้ามพันธุ์ (“การจัดตำแหน่ง” พันธบัตร O-H) มุมพันธะของ HOH จะเป็น 90° เนื่องจากอะตอมของไฮโดรเจนจะเกาะติดกับ p ออร์บิทัลสองอันที่ตั้งฉากกัน ในกรณีนี้ โลกของเราคงจะดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ทฤษฎีการผสมพันธุ์อธิบายเรขาคณิตของโมเลกุลแอมโมเนีย อันเป็นผลมาจากการผสมข้ามพันธุ์ของวงโคจรไนโตรเจน 2s และ 2p สามวง ทำให้เกิดวงโคจรลูกผสม sp 3 สี่วง โครงสร้างโมเลกุลคือจัตุรมุขที่บิดเบี้ยว โดยมีวงโคจรลูกผสมสามวงมีส่วนร่วมในการก่อตัว พันธะเคมีแต่อันที่สี่ที่มีอิเล็กตรอนคู่หนึ่งไม่ใช่ มุมระหว่าง พันธบัตร N-Hไม่เท่ากับ 90° เหมือนในปิรามิด แต่ก็ไม่เท่ากับ 109.5° ซึ่งสอดคล้องกับจัตุรมุขด้วย

รูปที่ 7 sp 3 - การผสมพันธุ์ในโมเลกุลแอมโมเนีย

เมื่อแอมโมเนียทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนไอออนอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้บริจาคกับผู้รับจะเกิดแอมโมเนียมไอออนขึ้นซึ่งมีโครงร่างเป็นรูปจัตุรมุข

การผสมข้ามพันธุ์ยังอธิบายความแตกต่างในมุมระหว่าง การเชื่อมต่อ O-Hที่มุมโมเลกุลของน้ำ อันเป็นผลมาจากการผสมข้ามพันธุ์ของวงโคจรออกซิเจน 2s และ 2p สามวงทำให้เกิดวงโคจรลูกผสม sp 3 สี่วงซึ่งมีเพียงสองวงเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมีซึ่งนำไปสู่การบิดเบือนของมุมที่สอดคล้องกับจัตุรมุข .

รูปที่ 8 sp 3 การผสมพันธุ์ในโมเลกุลของน้ำ

การผสมข้ามพันธุ์ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับ s- และ p-orbitals เท่านั้น แต่ยังรวมถึง d- และ f-orbitals ด้วย

ด้วยการผสมพันธุ์ sp 3 d 2 จะเกิดเมฆที่เทียบเท่ากัน 6 เมฆ สังเกตได้ในสารประกอบเช่น 4-, 4- ในกรณีนี้ โมเลกุลมีโครงร่างเป็นรูปแปดด้าน:

ข้าว. 9 d 2 sp 3 -ไฮบริดในไอออน 4-

แนวคิดเกี่ยวกับการผสมข้ามพันธุ์ทำให้สามารถเข้าใจลักษณะโครงสร้างของโมเลกุลที่ไม่สามารถอธิบายด้วยวิธีอื่นได้

การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอะตอม (AO) ทำให้เกิดการแทนที่ของเมฆอิเล็กตรอนไปในทิศทางของการสร้างพันธะกับอะตอมอื่น เป็นผลให้พื้นที่ที่ทับซ้อนกันของออร์บิทัลลูกผสมกลายเป็นขนาดใหญ่กว่าออร์บิทัลบริสุทธิ์และความแข็งแรงของพันธะเพิ่มขึ้น

การผสมพันธุ์ของอะตอมในวงโคจรเป็นกระบวนการที่ช่วยให้เราเข้าใจว่าอะตอมปรับเปลี่ยนวงโคจรของพวกมันอย่างไรเมื่อสร้างสารประกอบ ดังนั้นการผสมพันธุ์คืออะไรและมีประเภทใดบ้าง?

ลักษณะทั่วไปของการผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัลของอะตอม

การผสมพันธุ์แบบอะตอมมิกออร์บิทัลเป็นกระบวนการที่มีออร์บิทัลต่าง ๆ ของอะตอมกลางผสมกัน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของออร์บิทัลที่มีลักษณะเหมือนกัน

การผสมพันธุ์เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์

วงโคจรลูกผสมมีแต้มต่อของเครื่องหมายอนันต์หรือรูปกลับด้านที่ไม่สมมาตรเท่ากับ 8 ซึ่งยื่นออกมาจากนิวเคลียสของอะตอม แบบฟอร์มนี้ทำให้เกิดการทับซ้อนกันที่รุนแรงขึ้นของออร์บิทัลลูกผสมกับออร์บิทัล (บริสุทธิ์หรือลูกผสม) ของอะตอมอื่นมากกว่าในกรณีของออร์บิทัลอะตอมบริสุทธิ์ และนำไปสู่การก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งขึ้น

ข้าว. 1. วงโคจรลูกผสม รูปร่าง.

แนวคิดเรื่องการผสมพันธุ์ของวงโคจรของอะตอมถูกหยิบยกขึ้นมาครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน L. Pauling เขาเชื่อว่าอะตอมที่เข้าสู่พันธะเคมีนั้นมีออร์บิทัลของอะตอมที่แตกต่างกัน (s-, p-, d-, f-orbitals) และเป็นผลให้เกิดการผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัลเหล่านี้ สาระสำคัญของกระบวนการนี้คือออร์บิทัลของอะตอมที่เทียบเท่ากันนั้นถูกสร้างขึ้นจากออร์บิทัลที่ต่างกัน

ประเภทของการผสมพันธุ์ในวงโคจรของอะตอม

การผสมพันธุ์มีหลายประเภท:

• - การผสมพันธุ์ประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลหนึ่งอันและพีออร์บิทัลผสมกัน เป็นผลให้เกิดวงโคจร sp ที่เต็มเปี่ยมสองอัน วงโคจรเหล่านี้ตั้งอยู่ไปทาง นิวเคลียสของอะตอมทำให้มุมระหว่างพวกมันเป็น 180 องศา

ข้าว. 2. sp-ไฮบริด

• การผสมพันธุ์ sp2- การผสมพันธุ์ประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลหนึ่งอันและออร์บิทัลสองอันผสมกัน เป็นผลให้เกิดวงโคจรลูกผสมสามวงซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกันที่มุม 120 องศาซึ่งกันและกัน
• - การผสมพันธุ์ประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลหนึ่งอันและออร์บิทัลสามอันผสมกัน เป็นผลให้เกิดวงโคจร sp3 ที่เต็มเปี่ยมสี่วง วงโคจรเหล่านี้มุ่งตรงไปที่ด้านบนของจัตุรมุขและทำมุมกัน 109.28 องศา

sp3 hybridization เป็นลักษณะขององค์ประกอบหลายอย่าง เช่น อะตอมของคาร์บอนและสารอื่นๆ ของกลุ่ม IV (CH 4, SiH 4, SiF 4, GeH 4 เป็นต้น)

ข้าว. 3. การผสมพันธุ์ sp3

เป็นไปได้มากขึ้นเช่นกัน สายพันธุ์ที่ซับซ้อนการผสมพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับ d-orbitals ของอะตอม

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

การผสมพันธุ์มีความซับซ้อน กระบวนการทางเคมีเมื่อออร์บิทัลที่ต่างกันของอะตอมก่อตัวเป็นออร์บิทัลลูกผสมที่เหมือนกัน (เทียบเท่า) ทฤษฎีการผสมพันธุ์ถูกเปล่งออกมาครั้งแรกโดย American L. Pauling การผสมพันธุ์มีสามประเภทหลัก: sp-hybridization, sp2-hybridization, sp3-hybridization นอกจากนี้ยังมีการผสมพันธุ์ประเภทที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับ d orbitals

การผสมพันธุ์- เป็นปรากฏการณ์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างออร์บิทัลโมเลกุลที่มีพลังงานใกล้เคียงกันและมีองค์ประกอบสมมาตรร่วมกัน โดยเกิดเป็นออร์บิทัลลูกผสมที่มีพลังงานต่ำกว่า

ยิ่งเมฆอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับพันธะเคมีซ้อนทับกันในอวกาศอย่างสมบูรณ์มากเท่าใด พลังงานที่อิเล็กตรอนที่อยู่ในบริเวณทับซ้อนกันและทำพันธะก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และพันธะเคมีระหว่างอะตอมเหล่านี้ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น

บางครั้งพันธะระหว่างอะตอมจะแข็งแกร่งกว่าที่คาดไว้โดยอิงจากการคำนวณ วงโคจรของอะตอมสันนิษฐานว่ามีรูปร่างที่ช่วยให้สามารถซ้อนทับกับวงโคจรของอะตอมข้างเคียงได้อย่างสมบูรณ์มากขึ้น วงโคจรของอะตอมสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้โดยการรวมเข้ากับวงโคจรของอะตอมอื่นๆ ที่มีสมมาตรต่างกันของอะตอมเดียวกันเท่านั้น อันเป็นผลมาจากการรวมกันของวงโคจรที่แตกต่างกัน (s, p, d) วงโคจรอะตอมใหม่ที่มีรูปร่างกลางเกิดขึ้นซึ่งเรียกว่า ไฮบริด .

การจัดเรียงวงโคจรของอะตอมที่แตกต่างกันให้เป็นวงโคจรใหม่โดยมีรูปร่างโดยเฉลี่ยเรียกว่า การผสมพันธุ์ .

จำนวนออร์บิทัลลูกผสมเท่ากับจำนวนออร์บิทัลดั้งเดิมดังนั้น ด้วยการรวมกันของ s- และ p-orbitals (sp-hybridization) ออร์บิทัลลูกผสมสองอันจึงเกิดขึ้น ซึ่งวางตัวอยู่ที่มุม 180° ซึ่งกันและกัน รูปที่ 3 ตาราง 5 และ 6

(s+p)-ออร์บิทัล สอง sp - ออร์บิทัล 2 sp-hybrid

วงโคจร

รูปที่ 3 – sp – การผสมพันธุ์ของเวเลนซ์ออร์บิทัล

ตารางที่ 6 - การก่อตัวของออร์บิทัลลูกผสม

ตารางที่ 7 - การก่อตัวของโมเลกุลบางส่วนของช่วง V และ VI

พันธะเคมีที่เกิดจากอิเล็กตรอนของออร์บิทัลลูกผสมนั้นแข็งแกร่งกว่าพันธะที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนของออร์บิทัลที่ไม่ใช่ลูกผสม เนื่องจากในระหว่างการผสมพันธุ์การทับซ้อนกันจะเกิดขึ้นใน ในระดับที่มากขึ้น. วงโคจรลูกผสมจะเกิดพันธะเพียงเท่านั้น.

วงโคจรที่มีพลังงานใกล้เคียงกันสามารถเกิดการผสมพันธุ์ได้สำหรับอะตอมที่มีประจุนิวเคลียร์เพียงเล็กน้อย มีเพียง s- และ p-orbitals เท่านั้นที่เหมาะสำหรับการผสมพันธุ์ นี่เป็นเรื่องปกติมากที่สุดสำหรับองค์ประกอบของช่วงที่สองของกลุ่ม II - VI ตาราง 6 และ 7

เป็นกลุ่มตั้งแต่บนลงล่างด้วยรัศมีอะตอมที่เพิ่มขึ้นความสามารถในการก่อตัว พันธะโควาเลนต์อ่อนตัวลงความแตกต่างในพลังงานของ s- และ p-อิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น และความเป็นไปได้ของการผสมพันธุ์จะลดลง

ออร์บิทัลของอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะและการวางแนวเชิงพื้นที่เป็นตัวกำหนดรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล

รูปร่างเชิงเส้นของโมเลกุล. สารประกอบที่มีรูปร่างโมเลกุลเชิงเส้นจะเกิดขึ้นเมื่อ:

1. สอง s– orbitals (พันธะ s-s): H 2, Na 2, K 2 เป็นต้น

2. s - และ p-orbitals (พันธะ s – p): HC1, HBr เป็นต้น

3. p-orbitals สองตัว (พันธะ p-p): F 2, C1 2, Br 2 เป็นต้น

ส–ส ส–พี р–р

รูปที่ 4 – โมเลกุลเชิงเส้น

รูปแบบเชิงเส้นของโมเลกุลยังเกิดขึ้นจากอะตอมขององค์ประกอบบางอย่างของกลุ่ม II ที่มีอะตอมไฮโดรเจนหรือฮาโลเจน (BeH 2, BeG 2, ZnG 2) ให้เราพิจารณาการก่อตัวของโมเลกุล BeC1 2 อะตอมเบริลเลียมในสถานะตื่นเต้นมีอิเล็กตรอนสองตัวที่ไม่จับคู่กัน (2s l และ 2p 1) ดังนั้น sp ไฮบริดไดเซชันจึงเกิดขึ้น โดยที่ออร์บิทัลลูกผสม sp สองตัวก่อตัวขึ้น โดยอยู่ที่มุม 180° สัมพันธ์กัน (ดูไฮบริไดเซชันของวงโคจร) . เมื่อเบริลเลียมทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ออร์บิทัล sp-hybrid สองอันของอะตอมเบริลเลียมจะทับซ้อนกับ p-ออร์บิทัลของอะตอมของคลอรีนสองตัว ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโมเลกุลเชิงเส้น รูปที่. 5.

รูปที่ 5 – โมเลกุลเชิงเส้น BeCl 2

รูปร่างของโมเลกุลเป็นรูปสามเหลี่ยม เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของโบรอนและอลูมิเนียมเฮไลด์ อะตอมของบอทที่ถูกกระตุ้นจะมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่กัน 3 ตัว (2s 1 และ 2p 2) เมื่อเกิดพันธะเคมี sp 2 การผสมพันธุ์จะเกิดขึ้นและวงโคจรลูกผสม sp 2 3 ตัวจะก่อตัวขึ้น ซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกันและวางตัวเข้าหากันในมุมหนึ่ง ของ 120°, รูปที่. 6.

(s+p+p) - สาม sp 2 - ไฮบริด

ออร์บิทัล ออร์บิทัล

รูปที่ 6 – sp 2 – การผสมพันธุ์ของเวเลนซ์ออร์บิทัล (a) และ

โมเลกุลสามเหลี่ยม BCl 3 (b)

เมื่อโบรอนทำปฏิกิริยากับคลอรีน ออร์บิทัลลูกผสม 3 sp 2 ของอะตอมโบรอนจะซ้อนทับกับออร์บิทัล p ของอะตอมของคลอรีน 3 อะตอม ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโมเลกุลที่มีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมแบน มุมพันธะในโมเลกุล BCl 3 คือ 120°

รูปร่างจัตุรมุขของโมเลกุล ลักษณะของสารประกอบของธาตุกลุ่มที่ 4 กลุ่มย่อยหลักกับฮาโลเจน ไฮโดรเจน ดังนั้น อะตอมของคาร์บอนที่อยู่ในสถานะตื่นเต้นจะมีอิเล็กตรอนสี่ตัวที่ไม่จับคู่กัน (2s 1 และ 2p 3) ดังนั้นจึงเกิด sp-hybridization โดยที่วงโคจรลูกผสมสี่วงถูกสร้างขึ้น โดยทำมุม 109.28° ซึ่งกันและกัน รูปที่. 7.

(s+p+p+p) - สี่ sp 3 -ไฮบริด

ออร์บิทัล ออร์บิทัล

รูปที่ 7 – sp 3 – การผสมพันธุ์ของเวเลนซ์ออร์บิทัล (a) และ

โมเลกุลจัตุรมุข CH 4 (b)

เมื่อวงโคจรไฮบริด 4 sp 3 ของอะตอมคาร์บอนและ s-orbitals ของอะตอมไฮโดรเจน 4 อะตอมทับซ้อนกัน จะเกิดโมเลกุลมีเทนขึ้นซึ่งมีรูปร่างของจัตุรมุข มุมพันธะคือ 109.28°

ตรวจสอบแล้ว รูปทรงเรขาคณิตโมเลกุล (เชิงเส้น สามเหลี่ยม จัตุรมุข) เหมาะอย่างยิ่ง(กฎของกิลเลสปี)

ตรงกันข้ามกับสารประกอบที่กล่าวถึงข้างต้น โมเลกุลของธาตุหมู่ V และ VI ของกลุ่มย่อยหลักมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่เดียว ดังนั้นมุมระหว่างพันธะจึงน้อยกว่าเมื่อเทียบกับโมเลกุลในอุดมคติ

รูปร่างเสี้ยมของโมเลกุล เกิดขึ้นระหว่างการศึกษา สารประกอบไฮโดรเจนองค์ประกอบของกลุ่ม V ของกลุ่มย่อยหลัก เมื่อเกิดพันธะเคมีขึ้น เช่น ที่อะตอมไนโตรเจนและอะตอมคาร์บอน การผสมพันธุ์ของ sp 3 จะเกิดขึ้น และวงโคจรลูกผสม sp 3 จำนวน 4 วงจะเกิดขึ้น ซึ่งวางตัวอยู่ที่มุม 109.28 o ซึ่งกันและกัน แต่ต่างจากอะตอมคาร์บอน สำหรับอะตอมไนโตรเจน ไม่เพียงแต่มีออร์บิทัลอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์(2р 3) แต่ยังมีอิเล็กตรอนสองตัวด้วย(2 วินาที 2) ดังนั้นจากออร์บิทัลลูกผสม sp 3 สี่อันนั้น สามอันประกอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวต่อหนึ่งอัน (หนึ่งออร์บิทัลอิเล็กตรอน) ออร์บิทัลเหล่านี้สร้างพันธะกับอะตอมไฮโดรเจนสามอะตอม วงโคจรที่สี่ที่มีอิเล็กตรอนคู่ไม่แบ่งแยกไม่มีส่วนร่วมในการสร้างพันธะ โมเลกุล NH 3 มีรูปร่างเป็นพีระมิด รูปที่ 1 8.

รูปที่ 8 – โมเลกุลแอมโมเนียเสี้ยม

ที่ด้านบนของปิรามิดจะมีอะตอมของไนโตรเจน และที่มุม (สามเหลี่ยม) ของฐานจะมีอะตอมของไฮโดรเจน มุมพันธะคือ 107.3° การเบี่ยงเบนของมุมจากค่าจัตุรมุข (109.28°) เกิดจากการผลักกันระหว่างอิเล็กตรอนคู่เดียวในวงโคจรลูกผสม sp 3 ที่สี่กับคู่พันธะในวงโคจรอีกสามวงที่เหลือ กล่าวคือ วงโคจรลูกผสม sp 3 ที่มีอิเล็กตรอนคู่เดียวผลักวงโคจรพันธะ N-H อีกสามวงออกจากตัวมันเอง ทำให้มุมลดลงเหลือ 107.3°

ตามกฎของกิลเลสปี: หากอะตอมกลางเป็นขององค์ประกอบของคาบที่สามหรือคาบถัดไป และอะตอมปลายเป็นองค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีน้อยกว่าฮาโลเจน การก่อตัวของพันธะจะเกิดขึ้นผ่าน p - ออร์บิทัลบริสุทธิ์ และมุมของพันธะจะกลายเป็น "90° " ดังนั้นสำหรับไนโตรเจนแอนะล็อก (P, As, Sb) การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลในโมเลกุลของสารประกอบไฮโดรเจนจึงไม่ถูกสังเกต ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของโมเลกุลฟอสฟีน (PH 3) เกี่ยวข้องกับ p-อิเล็กตรอนที่ไม่ถูกจับคู่สามตัว (3s 2 และ 3p 3) วงโคจรของอิเล็กตรอนซึ่งอยู่ในทิศทางตั้งฉากกันสามทิศทาง และ s-อิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนสามอะตอม พันธะจะอยู่ตามแนวแกนทั้งสามของ p-orbitals โมเลกุลที่เกิดขึ้น เช่น โมเลกุล NH 3 มีรูปร่างเสี้ยม แต่ไม่เหมือนกับโมเลกุล NH 3 มุมพันธะในโมเลกุล PH 3 คือ 93.3° และในสารประกอบ AsH 3 และ SbH 3 - 91.8 และ 91.3 ตามลำดับ ° , มะเดื่อ 9 และโต๊ะ 4.

รูปที่ 9 – โมเลกุล PH 3

อิเล็กตรอนคู่เดียวจะครอบครองวงโคจรที่ไม่มีพันธะ

รูปร่างเชิงมุมของโมเลกุล ก่อให้เกิดสารประกอบไฮโดรเจนของธาตุกลุ่ม VI ของกลุ่มย่อยหลัก คุณลักษณะที่พิจารณาของการก่อตัวของพันธะในสารประกอบขององค์ประกอบกลุ่ม V ก็เป็นลักษณะของสารประกอบไฮโดรเจนขององค์ประกอบกลุ่ม VI เช่นกัน ดังนั้นในโมเลกุลของน้ำ อะตอมออกซิเจนก็เหมือนกับอะตอมไนโตรเจน อยู่ในสถานะของการผสมพันธุ์ sp 3 จากวงโคจรไฮบริด sp 3 สี่วง สองวงมีอิเล็กตรอนหนึ่งวงในแต่ละวง ออร์บิทัลเหล่านี้สร้างพันธะกับอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม

ออร์บิทัลไฮบริดอีกสองในสี่ sp 3 แต่ละตัวมีอิเล็กตรอนคู่เดียวและไม่มีส่วนร่วมในการสร้างพันธะ

โมเลกุลของ H2O มีรูปร่างเป็นมุม มุมพันธะคือ 104.5° ความเบี่ยงเบนของมุมจากค่าจัตุรมุขนั้นมีระดับที่มากขึ้นเนื่องจากการผลักจากอิเล็กตรอนคู่เดียวสองคู่ 10.

รูปที่ 10 – โมเลกุลของน้ำเชิงมุม

H 2 S, H 2 Se, H 2 Te มีรูปร่างเป็นโมเลกุลเป็นมุมเท่านั้น ความคล้ายคลึงของออกซิเจนการก่อตัวของพันธะใน H 2 E ที่รวมกันเกิดขึ้นผ่าน p-orbitals บริสุทธิ์(กฎของกิลเลสปี) ดังนั้นมุมพันธะคือ »90° ดังนั้นในโมเลกุล H 2 S, H 2 Se, H 2 Te พวกมันจึงเท่ากับ 92 ตามลำดับ 91; 89.5°

ตารางที่ 8 – โมเลกุลของสารประกอบไฮโดรเจนของธาตุในช่วงที่ 2