ประเภทของการผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอะตอมคาร์บอน เรามาพูดถึงวิธีกำหนดประเภทของการผสมข้ามพันธุ์กัน

การผสมข้ามพันธุ์ของ JSC- นี่คือการจัดตำแหน่งของ valence AO ในด้านรูปร่างและพลังงาน ในระหว่างการก่อตัวของพันธะเคมี.

1. เฉพาะ AO ที่มีพลังงานใกล้เคียงเพียงพอ (เช่น ออร์บิทัลอะตอม 2 วินาทีและ 2p) เท่านั้นที่สามารถมีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ได้

2. AO ว่าง (ฟรี) ออร์บิทัลที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่และคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวสามารถมีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ได้

3. ผลจากการผสมข้ามพันธุ์ ทำให้ออร์บิทัลลูกผสมใหม่ปรากฏขึ้น ซึ่งวางตัวอยู่ในอวกาศในลักษณะที่หลังจากที่พวกมันทับซ้อนกับออร์บิทัลของอะตอมอื่น คู่อิเล็กตรอนจะอยู่ห่างกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สถานะของโมเลกุลนี้สอดคล้องกับพลังงานขั้นต่ำเนื่องจากการผลักกันสูงสุดของอิเล็กตรอนที่มีประจุเหมือนกัน

4. ประเภทของการผสมพันธุ์ (จำนวน AO ที่อยู่ระหว่างการผสมพันธุ์) ถูกกำหนดโดยจำนวนอะตอมที่ "โจมตี" อะตอมที่กำหนดและจำนวนอะตอมที่ไม่ถูกแบ่งใช้ คู่อิเล็กตรอนในอะตอมที่กำหนด

ตัวอย่าง.แฟน 3. ในขณะที่เกิดพันธะ การจัดเรียง AO ใหม่ของอะตอม B เกิดขึ้น และเปลี่ยนเป็นสถานะตื่นเต้น: B 1s 2 2s 2 2p 1 ® B* 1s 2 2s 1 2p 2

บริษัทร่วมหุ้นไฮบริดจะอยู่ที่มุม 120° โมเลกุลมีรูปร่างสม่ำเสมอ สามเหลี่ยม(แบน, สามเหลี่ยม):

3. sp 3 -ไฮบริดการผสมพันธุ์ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับอะตอมของกลุ่มที่ 4 ( เช่น คาร์บอน ซิลิคอน เจอร์เมเนียม) ในโมเลกุลประเภท EH 4 เช่นเดียวกับอะตอม C ในเพชร โมเลกุลอัลเคน สำหรับอะตอม N ในโมเลกุล NH 3, NH 4 + อะตอม O ในโมเลกุล H 2 O เป็นต้น

ตัวอย่างที่ 1ช 4. ในขณะที่เกิดพันธะ การปรับโครงสร้างของ AO ของอะตอม C จะเกิดขึ้น ซึ่งจะเข้าสู่สถานะตื่นเต้น: C 1s 2 2s 2 2p 2 ® C* 1s 2 2s 1 2p 3

บริษัทร่วมหุ้นไฮบริดจะตั้งอยู่ที่มุม 109 ประมาณ 28"

ตัวอย่างที่ 2 NH 3 และ NH 4 +

โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม N: 1s 2 2s 2 2p 3 3 AO ที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่และ 1 AO ที่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว ๆ ได้รับการผสมพันธุ์ เนื่องจากการผลักกันที่แรงกว่าของคู่อิเล็กตรอนโดดเดี่ยวจากคู่อิเล็กตรอนของพันธะ s มุมพันธะในโมเลกุลแอมโมเนียคือ 107.3 o (ใกล้กับจัตุรมุขมากกว่าโดยตรง)

โมเลกุลมีรูปร่างเป็นปิรามิดแบบสามเหลี่ยม:

แนวคิดของการผสมพันธุ์ sp 3 ทำให้สามารถอธิบายความเป็นไปได้ของการก่อตัวของแอมโมเนียมไอออนและความเท่าเทียมกันของพันธะในนั้น

ตัวอย่างที่ 3เอช 2 โอ

โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม O 1s 2 2s 2 2p 4 2 AO ที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่และ 2 AO ที่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวได้รับการผสมพันธุ์ มุมพันธะในโมเลกุลของน้ำคือ 104.5 o (ใกล้กับจัตุรมุขมากกว่าตรง)

โมเลกุลมีรูปร่างเป็นเหลี่ยม:

แนวคิดของการผสมพันธุ์ sp 3 ทำให้สามารถอธิบายความเป็นไปได้ของการก่อตัวของออกโซเนียม (ไฮโดรเนียม) ไอออนและการก่อตัวของ 4 พันธะไฮโดรเจนในโครงสร้างน้ำแข็ง

4. sp 3 d-ไฮบริดการผสมพันธุ์ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับอะตอมขององค์ประกอบกลุ่ม 5 (เริ่มต้นด้วย P) ในโมเลกุลประเภท EC 5

ตัวอย่าง. บมจ. 5 โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม P บนพื้นดินและสภาวะตื่นเต้น: P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 1 รูปร่างโมเลกุล - หกเหลี่ยม (แม่นยำยิ่งขึ้น - ปิรามิดแบบสามเหลี่ยม):

5. sp 3 d 2 -ไฮบริดการผสมพันธุ์ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับอะตอมขององค์ประกอบกลุ่ม 6 (เริ่มต้นด้วย S) ในโมเลกุลประเภท EC 6

ตัวอย่าง. เอสเอฟ 6. โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม S บนพื้นดินและสภาวะตื่นเต้น: S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 2

รูปร่างโมเลกุล - แปดหน้า :

6. sp 3 d 3 การผสมพันธุ์การผสมพันธุ์ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับอะตอมขององค์ประกอบกลุ่ม 7 (เริ่มต้นด้วย Cl) ในโมเลกุลประเภท EC 7

ตัวอย่าง. ถ้า 7. โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม F ในพื้นดินและสภาวะตื่นเต้น: I 5s 2 3p 5 ® I* 5s 1 3p 3 3d 3 รูปร่างโมเลกุล - สิบหน้า (แม่นยำยิ่งขึ้น - ปิรามิดห้าเหลี่ยม):

7. sp 3 d 4 การผสมพันธุ์การผสมพันธุ์ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับอะตอมขององค์ประกอบกลุ่ม 8 (ยกเว้น He และ Ne) ในโมเลกุลประเภท EC 8

ตัวอย่าง. เอ็กซ์เอฟ 8. โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม Xe บนพื้นและสภาวะตื่นเต้น: Xe 5s 2 3p 6 ® Xe* 5s 1 3p 3 3d 4

รูปร่างโมเลกุล - สิบสองหน้า:

อาจมีการผสมข้ามพันธุ์ AO ประเภทอื่น

งานหนึ่งของวิชาเคมีคือการศึกษาโครงสร้างของสสารรวมถึงการชี้แจงกลไกการก่อตัว การเชื่อมต่อต่างๆจาก สารง่ายๆที่เกิดจากอะตอมของสิ่งหนึ่ง องค์ประกอบทางเคมี. คุณสมบัติของปฏิสัมพันธ์ของอะตอมที่แม่นยำยิ่งขึ้นคือส่วนประกอบที่มีประจุต่างกัน - เปลือกอิเล็กตรอนและนิวเคลียส - ถูกอธิบายว่าเป็น หลากหลายชนิด พันธะเคมี. ดังนั้น สารจึงก่อตัวขึ้นผ่านพันธะโควาเลนต์ เพื่ออธิบายว่าในปี 1931 นักเคมีชาวอเมริกัน แอล. พอลลิง ได้เสนอแบบจำลองการผสมพันธุ์ ออร์บิทัลของอะตอม.

ที่เก็บพันธะโควาเลนต์

ในกรณีที่กระบวนการอันตรกิริยาส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเมฆเวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่หนึ่งซึ่งมีอยู่ทั่วไปในอะตอมสองอะตอม เราจะพูดถึงพันธะโควาเลนต์ สืบเนื่องมาจากการเกิดขึ้นนั้น อนุภาคที่เล็กที่สุดง่ายหรือ สารที่ซับซ้อน- โมเลกุล

คุณสมบัติอย่างหนึ่งของพันธะโควาเลนต์คือทิศทางของมันซึ่งเป็นผลที่ตามมา รูปร่างที่ซับซ้อนออร์บิทัลของอิเล็กตรอน p, d และ f ซึ่งไม่มีสมมาตรทรงกลม จะมีการวางแนวเชิงพื้นที่ที่แน่นอน อีกอันหนึ่ง คุณสมบัติที่สำคัญของพันธะเคมีประเภทนี้ - ความอิ่มตัวเนื่องจากจำนวนเมฆภายนอก - ความจุ - ในอะตอมที่ จำกัด นั่นคือเหตุผลว่าทำไมการมีอยู่ของโมเลกุล เช่น H 2 O จึงเป็นไปได้ แต่ H 5 O ไม่เป็นเช่นนั้น

ประเภทของพันธะโควาเลนต์

การก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันสามารถเกิดขึ้นได้ วิธีทางที่แตกต่าง. ในกลไกการเกิดพันธะโควาเลนต์ บทบาทสำคัญมีบทบาทในลักษณะของการทับซ้อนกันของเมฆและความสมมาตรเชิงพื้นที่ของเมฆที่เกิดขึ้น ตามเกณฑ์นี้ L. Pauling เสนอให้แยกแยะประเภทต่อไปนี้:

พันธะซิกมา (σ) มีระดับการทับซ้อนกันมากที่สุดตามแนวแกนที่ผ่านนิวเคลียสของอะตอม ที่นี่ความหนาแน่นของเมฆจะสูงสุด
พันธะไพ (π) เกิดจากการทับซ้อนกันด้านข้าง และเมฆอิเล็กตรอนก็เกิดขึ้นเช่นกัน ความหนาแน่นสูงสุดนอกแกนที่เชื่อมต่อแกน

ลักษณะเชิงพื้นที่เหล่านี้ได้ ความสำคัญอย่างยิ่งตราบเท่าที่พวกมันมีความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์พลังงานของพันธะโควาเลนต์

คุณสมบัติของโมเลกุลโพลีอะตอมมิก

แนวคิดของการผสมข้ามพันธุ์ได้รับการแนะนำโดย Pauling เพื่ออธิบายคุณลักษณะอย่างหนึ่งของพันธะโควาเลนต์ในโมเลกุลหลายอะตอม เป็นที่ทราบกันดีว่าพันธะที่เกิดจากอะตอมกลางในโมเลกุลดังกล่าวนั้นมีความเหมือนกันในเชิงพื้นที่และ ลักษณะพลังงาน. สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงวงโคจร (s, p หรือ d) ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนทั่วไป

สะดวกมากและ ตัวอย่างที่ชัดเจนอะตอมของคาร์บอนถูกใช้เพื่อแสดงปรากฏการณ์นี้ เมื่อเข้าสู่พันธะเคมี อะตอมที่อยู่ในสถานะตื่นเต้นจะมีเวเลนซ์ออร์บิทัล 4 อัน ได้แก่ 2s, 2p x, 2p y และ 2p z สามอันสุดท้ายแตกต่างจากวงโคจร 2 วินาทีในด้านพลังงานและรูปร่าง อย่างไรก็ตาม ในโมเลกุลของ CH4 มีเทน พันธะทั้งสี่จะเท่ากันอย่างสมบูรณ์และมีมุมพันธะ 109.5° (ในขณะที่ p-ออร์บิทัลอยู่ที่มุม 90°) ในสารประกอบคาร์บอนอื่นๆ มุมพันธะจะเกิดขึ้นที่ 120° และ 180°; ในโมเลกุลที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (แอมโมเนีย NH 3) และออกซิเจน (น้ำ H 2 O) มุมเหล่านี้คือ 107.5° และ 104.5° การปรากฏของมุมพันธะดังกล่าวจำเป็นต้องมีคำอธิบายด้วย

สาระสำคัญของปรากฏการณ์

แนวคิดของการผสมพันธุ์คือการก่อตัวของออร์บิทัลเฉลี่ยโดยเมฆอิเล็กตรอนที่ทับซ้อนกัน ประเภทต่างๆด้วยค่าพลังงานใกล้เคียง - s, p, บางครั้ง d จำนวนผลลัพธ์ - ไฮบริด - ออร์บิทัลสอดคล้องกับจำนวนเมฆที่ทับซ้อนกัน เนื่องจากวงโคจรเป็นตัวกำหนดความน่าจะเป็นในการค้นหาอิเล็กตรอนที่จุดใดจุดหนึ่งบนอะตอม วงโคจรลูกผสมจึงเป็นการซ้อนทับกัน ฟังก์ชันคลื่นเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ตามการกระตุ้นของอะตอม มันนำไปสู่การเกิดขึ้นของฟังก์ชันคลื่นที่เท่ากันซึ่งมีทิศทางต่างกันเท่านั้น

วงโคจรลูกผสมมีพลังงานเทียบเท่าและมี รูปร่างเดียวกันในรูปสามมิติแปดซึ่งมีความไม่สมดุลอย่างมากเมื่อเทียบกับแกนกลาง พลังงานถูกใช้ไปกับการผสมพันธุ์น้อยกว่าที่ปล่อยออกมาในระหว่างการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งกับออร์บิทัลลูกผสม ดังนั้น กระบวนการนี้จึงเอื้ออำนวยต่อการใช้พลังงานอย่างมาก กล่าวคือ เป็นไปได้มากที่สุด

การผสมพันธุ์ของวงโคจรและเรขาคณิตโมเลกุล

เป็นไปได้ ตัวเลือกต่างๆการทับซ้อนกัน (การผสม) ของเมฆอิเล็กตรอนภายนอกในอะตอม ที่พบบ่อยที่สุดคือ ประเภทต่อไปนี้การทับซ้อนกันของวงโคจร:

Sp 3 -ไฮบริด ตัวเลือกนี้ใช้โดยการซ้อน s- หนึ่งตัวและ p-orbitals สามตัว ผลลัพธ์ที่ได้คือออร์บิทัลลูกผสมสี่แกน ซึ่งแกนของออร์บิทัลถูกกำหนดทิศทางสำหรับคู่ใดๆ ที่มุม 109.5° ซึ่งสอดคล้องกับแรงผลักกันขั้นต่ำของอิเล็กตรอน เมื่อออร์บิทัลเหล่านี้เข้าสู่พันธะ σ กับอะตอมอื่น จะเกิดโมเลกุลของโครงแบบจัตุรมุข ตัวอย่างเช่น มีเธน อีเทน C 2 H 6 (การรวมกันของสองจัตุรมุข) แอมโมเนีย และน้ำ ในโมเลกุลแอมโมเนียหนึ่งและในโมเลกุลของน้ำจุดยอดสองจุดของจัตุรมุขถูกครอบครองโดยคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวซึ่งทำให้มุมพันธะลดลง
การผสมพันธุ์ Sp 2 เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลหนึ่ง s และ p สองอันรวมกัน ในกรณีนี้ ออร์บิทัลลูกผสมทั้งสามจะอยู่ที่มุม 120° ในระนาบเดียวกัน ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของโบรอนไตรคลอไรด์ BCl 3 ที่ใช้ในเทคโนโลยีต่างๆ มีรูปทรงสามเหลี่ยมคล้ายกัน อีกตัวอย่างหนึ่ง โมเลกุลเอทิลีนถูกสร้างขึ้นเนื่องจากพันธะ π เพิ่มเติมระหว่างอะตอมของคาร์บอน โดยที่ p ออร์บิทัลหนึ่งอันไม่ใช่ลูกผสมและตั้งฉากกับระนาบที่เกิดจากสามเหลี่ยมสองรูป
Sp hybridization เกิดขึ้นเมื่อหนึ่ง p และหนึ่ง p ผสมกัน เมฆลูกผสมทั้งสองตั้งอยู่ที่มุม 180° และโมเลกุลมีโครงสร้างเชิงเส้น ตัวอย่างคือโมเลกุลของเบริลเลียมคลอไรด์ BeCl 2 หรืออะเซทิลีน C 2 H 2 (อย่างหลัง p-ออร์บิทัลคาร์บอนที่ไม่ใช่ลูกผสมสองตัวจะสร้างพันธะ π เพิ่มเติม)

ยังมีอีกมาก ตัวเลือกที่ซับซ้อนการผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอะตอม: sp 3 d, sp 3 d 2 และอื่น ๆ

บทบาทของรูปแบบการผสมพันธุ์

แนวคิดของพอลลิงให้คำอธิบายเชิงคุณภาพที่ดีเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุล สะดวกและเห็นภาพ และสามารถอธิบายคุณลักษณะบางอย่างของสารประกอบโควาเลนต์ได้สำเร็จ เช่น ขนาดของมุมพันธะหรือการจัดตำแหน่งของความยาวของพันธะเคมี อย่างไรก็ตาม ด้านเชิงปริมาณของแบบจำลองไม่สามารถถือว่าน่าพอใจได้ เนื่องจากไม่อนุญาตให้มีการคาดการณ์ที่สำคัญมากมายเกี่ยวกับ ผลกระทบทางกายภาพเกี่ยวข้องกับลักษณะโครงสร้างของโมเลกุล เช่น สเปกตรัมโฟโตอิเล็กตรอนของโมเลกุล ผู้เขียนแนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์เองก็ได้ตั้งข้อสังเกตถึงข้อบกพร่องในช่วงต้นทศวรรษ 1950

อย่างไรก็ตาม ในการทำ ความคิดที่ทันสมัยในโครงสร้างของสสาร แบบจำลองการผสมพันธุ์ของออร์บิทัลของอะตอมมีบทบาทสำคัญ โดยมีการพัฒนาแนวคิดที่เหมาะสมมากขึ้นเช่นทฤษฎีการผลักกันของคู่อิเล็กตรอน แน่นอนว่าโมเดลไฮบริดไดเซชันจึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนา เคมีเชิงทฤษฎีและเมื่ออธิบายบางแง่มุมของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล ก็ค่อนข้างนำไปใช้ได้ในปัจจุบัน

แนวคิดการผสมพันธุ์

แนวคิดเรื่องการไฮบริไดเซชันของวงโคจรอะตอมของวาเลนซ์ถูกเสนอโดยนักเคมีชาวอเมริกัน Linus Pauling เพื่อตอบคำถามว่าทำไมหากอะตอมกลางมีเวเลนซ์ออร์บิทัล (s, p, d) ที่แตกต่างกัน พันธะที่มันก่อตัวในโมเลกุลโพลีอะตอมมิกที่มีลิแกนด์เดียวกันกลับกลายเป็นพลังงานที่เท่ากันและ ลักษณะเชิงพื้นที่

แนวคิดของการผสมข้ามพันธุ์เป็นศูนย์กลางของวิธีเวเลนซ์บอนด์ การผสมข้ามพันธุ์นั้นไม่มีอยู่จริง กระบวนการทางกายภาพแต่เป็นเพียงโมเดลที่สะดวกให้เราอธิบายได้ โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการดัดแปลงสมมุติฐานของออร์บิทัลของอะตอมในระหว่างการก่อตัวของพันธะเคมีโควาเลนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การจัดตำแหน่งของความยาวพันธะเคมีและมุมของพันธะในโมเลกุล

แนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์ถูกนำไปใช้กับคำอธิบายเชิงคุณภาพของโมเลกุลอย่างง่ายได้สำเร็จ แต่ต่อมาได้ขยายไปสู่โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น ต่างจากทฤษฎีวงโคจรโมเลกุลตรงที่ทฤษฎีนี้ไม่ได้เป็นเชิงปริมาณอย่างเคร่งครัด ตัวอย่างเช่น ไม่สามารถทำนายสเปกตรัมโฟโตอิเล็กตรอนของโมเลกุลธรรมดาๆ เช่นน้ำได้ ปัจจุบันใช้เพื่อวัตถุประสงค์ด้านระเบียบวิธีและเคมีอินทรีย์สังเคราะห์เป็นหลัก

หลักการนี้สะท้อนให้เห็นในทฤษฎีกิลเลสปี-นีโฮล์มเรื่องการผลักกันของคู่อิเล็กตรอน ครั้งแรกและมากที่สุด กฎที่สำคัญซึ่งได้กำหนดไว้ดังนี้

“คู่อิเล็กตรอนใช้การจัดเรียงบนเปลือกเวเลนซ์ของอะตอม โดยที่พวกมันอยู่ห่างจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ กล่าวคือ คู่อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมราวกับว่าพวกมันกำลังผลักกันซึ่งกันและกัน”

กฎข้อที่สองก็คือว่า “คู่อิเล็กตรอนทั้งหมดรวมอยู่ในเวเลนซ์ เปลือกอิเล็กตรอนถือว่าอยู่ในระยะห่างจากนิวเคลียสเท่ากัน".

ประเภทของการผสมพันธุ์

sp การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ s- และ p-orbital หนึ่งอันผสมกัน ออร์บิทัล sp-อะตอมมิกที่เท่ากันสองอันถูกสร้างขึ้น โดยอยู่ในแนวเส้นตรงที่มุม 180 องศาและพุ่งเข้าด้านใน ด้านที่แตกต่างกันจากนิวเคลียสของอะตอมคาร์บอน p-orbitals ที่ไม่ใช่ไฮบริดที่เหลืออีก 2 ตัวจะอยู่ร่วมกัน ระนาบตั้งฉากและมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะ π หรือครอบครองอิเล็กตรอนคู่เดียว

sp 2 การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ p-orbitals หนึ่งตัวและ p-orbitals สองอันผสมกัน วงโคจรลูกผสมสามวงถูกสร้างขึ้นด้วยแกนที่อยู่ในระนาบเดียวกันและมุ่งไปที่จุดยอดของรูปสามเหลี่ยมที่มุม 120 องศา ออร์บิทัล p-อะตอมมิกที่ไม่ใช่ลูกผสมจะตั้งฉากกับระนาบ และตามกฎแล้วจะเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ π

sp 3 การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ s- และ p-orbitals หนึ่งอันผสมกัน ทำให้เกิดวงโคจรไฮบริด sp3 สี่อันที่มีรูปร่างและพลังงานเท่ากัน พวกมันสามารถสร้างพันธะ σ สี่พันธะกับอะตอมอื่นหรือเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนคู่เดียว

แกนของออร์บิทัลไฮบริด sp3 มุ่งตรงไปยังจุดยอดของจัตุรมุขปกติ มุมจัตุรมุขระหว่างพวกมันคือ 109°28" ซึ่งสอดคล้องกับพลังงานผลักอิเล็กตรอนต่ำสุด นอกจากนี้ ออร์บิทัล sp3 ยังสามารถสร้างพันธะ σ สี่พันธะกับอะตอมอื่นหรือเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนคู่เดียว

การผสมพันธุ์และเรขาคณิตโมเลกุล

แนวคิดของการไฮบริดไดเซชันของออร์บิทัลของอะตอมเป็นไปตามทฤษฎีกิลเลสปี-ไนโฮล์มเกี่ยวกับการผลักกันของคู่อิเล็กตรอน การผสมพันธุ์แต่ละประเภทสอดคล้องกับการวางแนวเชิงพื้นที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดของวงโคจรลูกผสมของอะตอมกลาง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับแนวคิดสเตอริโอเคมีใน เคมีอินทรีย์.

ตารางแสดงตัวอย่างความสอดคล้องกันระหว่างประเภทไฮบริดไดเซชันที่พบบ่อยที่สุดกับโครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล ภายใต้สมมติฐานว่าออร์บิทัลลูกผสมทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมี (ไม่มีคู่อิเล็กตรอนตัวเดียว)

ประเภทการผสมพันธุ์	ตัวเลข วงโคจรลูกผสม	เรขาคณิต	ตัวอย่าง
เอสพี	2	เชิงเส้น	BeF 2 , CO 2 , NO 2 +
เอสพี 2	3	สามเหลี่ยม	BF 3, NO 3 -, CO 3 2-
เอสพี 3	4	จัตุรมุข	CH 4, ClO 4 -, SO 4 2-, NH 4 +
ดีเอสพี 2	4	แบนสี่เหลี่ยม	นิ(CO)4, XeF4
สป 3 วัน	5	หกเหลี่ยม	PCl5, AsF5
เอสพี 3 วัน 2	6	แปดด้าน	เอสเอฟ 6, เฟ(CN) 6 3-, โคฟ 6 3-

ลิงค์

วรรณกรรม

พอลลิ่ง แอล.ลักษณะของพันธะเคมี / แปล จากอังกฤษ ม.อี. ไดยัตคินา. เอ็ด ศาสตราจารย์ วาย.เค. ซีร์คินา. - ม.; ล.: Goskhimizdat, 2490. - 440 น.
พอลลิ่ง แอล. เคมีทั่วไป. ต่อ. จากอังกฤษ - อ.: มีร์ 2517 - 846 หน้า
Minkin V. I. , Simkin B. Ya. , Minyaev R. M.ทฤษฎีโครงสร้างโมเลกุล - Rostov-on-Don: ฟีนิกซ์, 1997. - หน้า 397-406. - ไอ 5-222-00106-7
กิลเลสปี อาร์.เรขาคณิตของโมเลกุล / การแปล จากอังกฤษ E. Z. Zasorina และ V. S. Mastryukov, ed. ยู. เอ. เพนติน่า. - อ.: มีร์ 2518 - 278 หน้า

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ปัญหา 261.
การผสมพันธุ์ของคาร์บอน AO ประเภทใดที่สอดคล้องกับการก่อตัวของโมเลกุล CH 4, ค 2 ชม. 6, ค 2 ชม. 4, ค 2 ชม. 2?
สารละลาย:
ก) ในโมเลกุล CH 4 และ ค 2 ชั่วโมง 6 ชั้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมคาร์บอนประกอบด้วยคู่อิเล็กตรอนสี่คู่:

ดังนั้น เมฆอิเล็กตรอนของอะตอมคาร์บอนในโมเลกุล CH 4 และ C 2 H 6 จะอยู่ห่างจากกันมากที่สุดในระหว่างการผสมพันธุ์ sp3 เมื่อแกนของพวกมันมุ่งตรงไปยังจุดยอดของจัตุรมุข ในกรณีนี้ ในโมเลกุล CH4 จุดยอดทั้งหมดของจัตุรมุขจะถูกครอบครองโดยอะตอมไฮโดรเจน ดังนั้นโมเลกุล CH4 จึงมีโครงสร้างจัตุรมุขโดยมีอะตอมของคาร์บอนอยู่ตรงกลางของจัตุรมุข ในโมเลกุล C 2 H 6 อะตอมไฮโดรเจนครอบครองจุดยอดสามจุดของจัตุรมุขและเมฆอิเล็กตรอนทั่วไปของอะตอมคาร์บอนอีกอะตอมมุ่งตรงไปยังจุดยอดที่สี่นั่นคือ อะตอมของคาร์บอนสองอะตอมเชื่อมต่อกัน สิ่งนี้สามารถแสดงได้ด้วยไดอะแกรม:

b) ในโมเลกุล C 2 H 4 จะมีชั้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมคาร์บอน เช่นเดียวกับในโมเลกุล CH 4 และ C 2 H 6 ประกอบด้วยคู่อิเล็กตรอน 4 คู่:

เมื่อ C 2 H 4 เกิดขึ้น พันธะโควาเลนต์สามพันธะจะเกิดขึ้นตามกลไกปกตินั่นคือ คือ - การเชื่อมต่อและหนึ่ง - - การเชื่อมต่อ เมื่อโมเลกุล C 2 H 4 เกิดขึ้น อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะมีอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม - พันธะและพันธะสองพันธะต่อกัน พันธะหนึ่งและพันธะหนึ่ง เมฆไฮบริดที่เข้ากัน ประเภทนี้การผสมพันธุ์นั้นอยู่ในอะตอมของคาร์บอนเพื่อให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนมีน้อยที่สุดนั่นคือ ห่างกันให้มากที่สุด การจัดเรียงอะตอมของคาร์บอน (พันธะคู่สองพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอน) นี้เป็นลักษณะของการผสมพันธุ์ sp 2 ของคาร์บอน AO ในระหว่างการผสมพันธุ์ sp 2 เมฆอิเล็กตรอนในอะตอมคาร์บอนจะถูกวางตัวในทิศทางที่อยู่ในระนาบเดียวกันและสร้างมุม 120 0 ซึ่งกันและกัน เช่น สู่ยอดเขา สามเหลี่ยมปกติ. ในโมเลกุลเอทิลีน การก่อตัวของ - พันธะเกี่ยวข้องกับวงโคจรไฮบริด sp 2 สามวงของอะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอม สองวงระหว่างอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและอีกหนึ่งวงกับอะตอมของคาร์บอนที่สอง และ - พันธะเกิดขึ้นเนื่องจากเมฆพีอิเล็กตรอนของแต่ละอะตอม อะตอมคาร์บอน สูตรโครงสร้างโมเลกุล C 2 H 4 จะมีลักษณะดังนี้:

c) ในโมเลกุล C 2 H 2 ชั้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมคาร์บอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนสี่คู่:

สูตรโครงสร้างของ C 2 N 2 คือ:

อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมเชื่อมต่อกันด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งคู่กับอะตอมไฮโดรเจน และอิเล็กตรอนสามคู่เชื่อมต่อกับอะตอมของคาร์บอนอีกอะตอมหนึ่ง ดังนั้นในโมเลกุลอะเซทิลีน อะตอมของคาร์บอนจึงเชื่อมต่อกันด้วยพันธะหนึ่งและสองพันธะ อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมเชื่อมต่อกับไฮโดรเจนด้วยพันธะ - การก่อตัวของ - พันธะเกี่ยวข้องกับ sp-hybrid AO สองตัวซึ่งตั้งอยู่สัมพันธ์กันเพื่อให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกมันมีน้อยที่สุดนั่นคือ ห่างกันให้มากที่สุด ดังนั้นในระหว่างการผสม sp-hybridization เมฆอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมของคาร์บอนจะถูกวางตัวในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งสัมพันธ์กันนั่นคือ มุมระหว่าง การเชื่อมต่อ C-Cคือ 180 0 ดังนั้นโมเลกุล C 2 H 2 จึงมีโครงสร้างเชิงเส้น:

ปัญหา 262.
ระบุประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของซิลิคอน AO ในโมเลกุล SiH 4 และ SiF 4 โมเลกุลเหล่านี้มีขั้วหรือไม่?
สารละลาย:
ในโมเลกุล SiH 4 และ SiF 4 ชั้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนสี่คู่:

ดังนั้น ในทั้งสองกรณี เมฆอิเล็กตรอนของอะตอมซิลิคอนจะอยู่ห่างจากกันมากที่สุดในระหว่างการผสมพันธุ์ sp 3 เมื่อแกนของพวกมันมุ่งตรงไปยังจุดยอดของจัตุรมุข ยิ่งกว่านั้นในโมเลกุล SiH 4 จุดยอดทั้งหมดของจัตุรมุขนั้นถูกครอบครองโดยอะตอมไฮโดรเจนและในโมเลกุล SiF 4 - โดยอะตอมของฟลูออรีนเพื่อให้โมเลกุลเหล่านี้มีโครงสร้างจัตุรมุขที่มีอะตอมซิลิคอนอยู่ตรงกลางของจัตุรมุข:

ในโมเลกุลเตตราฮีดรัล SiH 4 และ SiF 4 โมเมนต์ไดโพลของพันธะ Si-H และ Si-F จะหักล้างกัน ดังนั้นโมเมนต์ไดโพลรวมของโมเลกุลทั้งสองจะเท่ากับศูนย์ โมเลกุลเหล่านี้ไม่มีขั้ว แม้ว่าจะมีขั้วของพันธะ Si-H และ Si-F ก็ตาม

ปัญหา 263.
ในโมเลกุล SO 2 และ SO 3 อะตอมของกำมะถันจะอยู่ในสถานะของการผสมพันธุ์ sp 2 โมเลกุลเหล่านี้มีขั้วหรือไม่? โครงสร้างเชิงพื้นที่ของพวกเขาคืออะไร?
สารละลาย:
ในระหว่างการผสมพันธุ์ sp 2 เมฆลูกผสมจะอยู่ในอะตอมกำมะถันในทิศทางที่อยู่ในระนาบเดียวกันและสร้างมุม 120 0 ซึ่งกันและกัน กล่าวคือ มุ่งตรงไปยังจุดยอดของสามเหลี่ยมปกติ

ก) ในโมเลกุล SO 2 นั้น sp 2 -hybrid AO สองตัวสร้างพันธะกับอะตอมออกซิเจน 2 อะตอม โดยวงโคจรไฮบริด sp 2 อันที่สามจะถูกครอบครองโดยคู่อิเล็กตรอนอิสระ คู่อิเล็กตรอนนี้จะเคลื่อนระนาบอิเล็กตรอน และโมเลกุล SO 2 จะกลายเป็นรูปสามเหลี่ยมที่ไม่ปกติ กล่าวคือ มุม OSO จะไม่เท่ากับ 120 0 ดังนั้นโมเลกุล SO 2 จะมีรูปร่างเป็นมุมโดยมี sp 2 ไฮบริดของออร์บิทัลของอะตอม โครงสร้าง:

ในโมเลกุล SO2 การชดเชยร่วมกันของโมเมนต์ไดโพลของพันธะ S-O จะไม่เกิดขึ้น โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลดังกล่าวจะเป็นดังนี้ เหนือศูนย์, เช่น. โมเลกุลนั้นมีขั้ว

b) ที่มุมโมเลกุล SO 3 นั้น AO ที่เป็นลูกผสม sp2 ทั้งสามจะสร้างพันธะกับออกซิเจน 3 อะตอม โมเลกุล SO3 จะมีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมแบนพร้อมการผสม sp2 ของอะตอมกำมะถัน:

ในโมเลกุล SO 3 รูปสามเหลี่ยม โมเมนต์ไดโพลของพันธะ S-O จะหักล้างกัน ดังนั้นโมเมนต์ไดโพลทั้งหมดจะเป็นศูนย์ โดยโมเลกุลจะมีขั้ว

ปัญหา 264.
เมื่อ SiF4 ทำปฏิกิริยากับ HF จะเกิดกรดแก่ H 2 SiF 6 ซึ่งแยกตัวออกเป็น H + และ SiF 6 2- ไอออน ปฏิกิริยาระหว่าง CF 4 และ HF สามารถดำเนินการในลักษณะเดียวกันได้หรือไม่? ระบุประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของซิลิคอน AO ใน SiF 6 2- ไอออน
สารละลาย:
a) เมื่อตื่นเต้น อะตอมของซิลิคอนจะเปลี่ยนจากสถานะ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ไปเป็นสถานะ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 4 3d 0 และโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของวงโคจรของวาเลนซ์สอดคล้องกับโครงร่าง : :

อิเล็กตรอนที่ไม่ได้รับการจับคู่สี่ตัวของอะตอมซิลิคอนที่ถูกตื่นเต้นสามารถเข้าร่วมได้ การศึกษาสี่คนพันธะโควาเลนต์ตามกลไกปกติที่มีอะตอมของฟลูออรีน (1s 2 2s 2 2p 5) แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่หนึ่งตัวเพื่อสร้างโมเลกุล SiF 4

เมื่อ SiF 4 ทำปฏิกิริยากับ HF จะเกิดกรด H 2 SiF 6 สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากโมเลกุล SiF 4 มีออร์บิทัล 3 มิติอิสระ และไอออน F- (1s 2 2s 2 2p 6) มีคู่อิเล็กตรอนอิสระ การเชื่อมต่อดำเนินการตามกลไกของผู้บริจาคและผู้รับเนื่องจากอิเล็กตรอนคู่จากไอออน F - (HF ↔ H + + F -) แต่ละตัวและวงโคจร 3 มิติอิสระของโมเลกุล SiF 4 ในกรณีนี้ SiF 6 2- ไอออนจะเกิดขึ้น ซึ่งเมื่อไอออน H + ก่อให้เกิดโมเลกุลกรด H 2 SiF 6

b) คาร์บอน (1s 2 2s 2 2p 2) สามารถก่อตัวเป็นสารประกอบ CF 4 ได้เหมือนซิลิคอน แต่ความสามารถความจุของอะตอมคาร์บอนจะหมดลง (ไม่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ คู่อิเล็กตรอนอิสระ และออร์บิทัลของเวเลนซ์อิสระที่ ระดับเวเลนซ์) แผนภาพโครงสร้างของเวเลนซ์ออร์บิทัลของอะตอมคาร์บอนที่ถูกตื่นเต้นมีรูปแบบ:

เมื่อ CF 4 ก่อตัวขึ้น วงโคจรของคาร์บอนจะถูกครอบครอง ดังนั้นจึงไม่สามารถเกิดไอออนได้

ในโมเลกุล SiF 4 ชั้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมซิลิคอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนสี่คู่:

สิ่งเดียวกันนี้สังเกตได้จากโมเลกุล CF 4 ดังนั้นในทั้งสองกรณี เมฆอิเล็กตรอนของอะตอมของซิลิคอนและคาร์บอนจะอยู่ห่างจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระหว่างการผสมพันธุ์แบบ sp3 เมื่อแกนของมันถูกชี้ไปที่จุดยอดของจัตุรมุข:

ในปี 1930 Slater และ L. Pauling ได้พัฒนาทฤษฎีการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์เนื่องจากการทับซ้อนกันของวงโคจรอิเล็กทรอนิกส์ - วิธีพันธะเวเลนซ์ วิธีการนี้ใช้วิธีไฮบริไดเซชัน ซึ่งอธิบายการก่อตัวของโมเลกุลของสารเนื่องจากการ "ผสม" ของออร์บิทัลลูกผสม ("ไม่ใช่อิเล็กตรอนที่ผสม แต่เป็นออร์บิทัล")

คำนิยาม

การผสมพันธุ์– การผสมออร์บิทัลและการจัดตำแหน่งรูปร่างและพลังงาน ดังนั้นเมื่อผสม s- และ p-orbitals เราจะได้ประเภทของการผสมพันธุ์ของ p-orbitals sp, s- และ 2 - sp 2, s- และ 3 p-orbitals - sp 3 มีการผสมข้ามพันธุ์ประเภทอื่น ๆ เช่น sp 3 d, sp 3 d 2 และประเภทที่ซับซ้อนกว่า

การกำหนดประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของโมเลกุลด้วยพันธะโควาเลนต์

ประเภทของการผสมพันธุ์สามารถกำหนดได้เฉพาะกับโมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์ประเภท AB n โดยที่ n มากกว่าหรือเท่ากับสอง A คืออะตอมกลาง B คือลิแกนด์ เฉพาะเวเลนซ์ออร์บิทัลของอะตอมกลางเท่านั้นที่ได้รับการผสมพันธุ์

ให้เราพิจารณาประเภทของการผสมพันธุ์โดยใช้ตัวอย่างของโมเลกุล BeH 2

เริ่มแรกเราเขียนลงไป การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์อะตอมกลางและลิแกนด์ เขียนสูตรกราฟิกอิเล็กตรอน

อะตอมเบริลเลียม (อะตอมกลาง) มีออร์บิทัล 2p ว่าง ดังนั้นเพื่อที่จะรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจากอะตอมไฮโดรเจน (ลิแกนด์) แต่ละอะตอมเพื่อสร้างโมเลกุล BeH 2 จะต้องเข้าสู่สถานะตื่นเต้น:

การก่อตัวของโมเลกุล BeH 2 เกิดขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนกันของวงโคจรของอะตอม Be

* อิเล็กตรอนของไฮโดรเจนจะแสดงเป็นสีแดง และอิเล็กตรอนของเบริลเลียมจะแสดงเป็นสีดำ

ประเภทของการผสมพันธุ์จะถูกกำหนดโดยที่วงโคจรทับซ้อนกันนั่นคือโมเลกุล BeH 2 อยู่ใน sp - การผสมพันธุ์

นอกจากโมเลกุลขององค์ประกอบ AB n แล้ว วิธีการสร้างพันธะเวเลนซ์ยังสามารถกำหนดประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของโมเลกุลที่มีพันธะหลายพันธะได้ ลองดูตัวอย่างโมเลกุลเอทิลีน C 2 H 4 . โมเลกุลเอทิลีนมีพันธะคู่หลายพันธะซึ่งเกิดจากพันธะและ – ในการพิจารณาการผสมพันธุ์ เราจะเขียนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์และวาดสูตรกราฟิกอิเล็กตรอนของอะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุล:

6 C 2s 2 2s 2 2p 2

อะตอมของคาร์บอนมี p-orbital ว่างอีกหนึ่งอะตอม ดังนั้นเพื่อที่จะรับอะตอมไฮโดรเจน 4 อะตอมได้ จะต้องเข้าสู่สถานะตื่นเต้น:

ต้องใช้ p-orbital หนึ่งอันเพื่อสร้างพันธะ (เน้นด้วยสีแดง) เนื่องจากพันธะ - เกิดขึ้นจาก p-orbitals "บริสุทธิ์" (ไม่ใช่ลูกผสม) ที่ทับซ้อนกัน เวเลนซ์ออร์บิทัลที่เหลือจะเข้าสู่การผสมพันธุ์ ดังนั้นเอทิลีนจึงอยู่ใน sp 2 ไฮบริดไดเซชัน

การกำหนดโครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล

โครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล รวมถึงแคตไอออนและแอนไอออนขององค์ประกอบ AB n สามารถกำหนดได้โดยใช้วิธี Gillespie วิธีนี้ขึ้นอยู่กับคู่เวเลนซ์ของอิเล็กตรอน โครงสร้างทางเรขาคณิตไม่เพียงได้รับอิทธิพลจากอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมีเท่านั้น แต่ยังได้รับอิทธิพลจากคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวด้วย ในวิธีของกิลเลสปี อิเล็กตรอนคู่เดียวถูกกำหนดให้เป็น E อะตอมกลางถูกกำหนดให้เป็น A และลิแกนด์ถูกกำหนดให้เป็น B

หากไม่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ องค์ประกอบของโมเลกุลอาจเป็น AB 2 ( โครงสร้างเชิงเส้นโมเลกุล), AB 3 (โครงสร้างสามเหลี่ยมแบน), AB4 (โครงสร้างจัตุรมุข), AB 5 (โครงสร้างปิรามิดแบบสามเหลี่ยม) และ AB 6 (โครงสร้างแปดด้าน) อนุพันธ์สามารถหาได้จากโครงสร้างพื้นฐานหากมีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวปรากฏขึ้นแทนที่จะเป็นลิแกนด์ ตัวอย่างเช่น: AB 3 E (โครงสร้างปิรามิด), AB 2 E 2 (โครงสร้างเชิงมุมของโมเลกุล)

ในการกำหนดโครงสร้างทางเรขาคณิต (โครงสร้าง) ของโมเลกุลจำเป็นต้องกำหนดองค์ประกอบของอนุภาคซึ่งคำนวณจำนวนคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว (LEP):

เอ็นอีพี = ( จำนวนทั้งหมดเวเลนซ์อิเล็กตรอน – จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะกับลิแกนด์) / 2

พันธะกับ H, Cl, Br, I, F ต้องใช้อิเล็กตรอน 1 ตัวจาก A พันธะกับ O ต้องใช้อิเล็กตรอน 2 ตัว และพันธะกับ N ต้องใช้อิเล็กตรอน 3 ตัวจากอะตอมกลาง

ลองดูตัวอย่างโมเลกุล BCl 3 กัน อะตอมกลางคือ B

5 B 1s 2 2s 2 2p 1

NEP = (3-3)/2 = 0 ดังนั้นจึงไม่มีคู่อิเล็กตรอนที่โดดเดี่ยว และโมเลกุลมีโครงสร้าง AB 3 ซึ่งเป็นรูปสามเหลี่ยมแบน

โครงสร้างทางเรขาคณิตโดยละเอียดของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบต่างกันแสดงไว้ในตารางที่ 1 1.

ตารางที่ 1. โครงสร้างเชิงพื้นที่โมเลกุล

สูตรโมเลกุล	ประเภทการผสมพันธุ์	ประเภทโมเลกุล	เรขาคณิตโมเลกุล
			เชิงเส้น
			สามเหลี่ยม

			จัตุรมุข
			ปิรามิดสามเหลี่ยม

			ปิรามิดแบบสามเหลี่ยม
			ดิสฟีนอยด์
			รูปตัว T
			เชิงเส้น

			ปิรามิดสี่เหลี่ยม

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	ใช้วิธีเวเลนซ์บอนด์ เพื่อกำหนดประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของโมเลกุลมีเทน (CH 4) และโครงสร้างทางเรขาคณิตโดยใช้วิธีกิลเลสปี
สารละลาย	6 C 2s 2 2s 2 2p 2