Гибридизация подобных энергетических орбиталей
Гибридизация - это смешение орбиталей схожих энергий, поэтому, когда мы проводим гибридизацию, почему бы нам не предпочесть $4\mathrm s$ вместо $3\mathrm d$ орбитальный для гибридизации, хотя $4\mathrm s$ обладает все более сопоставимой энергией с $3\mathrm p$ и $3\mathrm s$? Почему мы не можем создать внешний орбитальный комплекс вроде$\mathrm{sp^3s}$ вместо $\mathrm{sp^3d}$?
Ответы
М. Фарук прав в том, что гибридизация - это концепция, которая чаще всего сбивает студентов с пути, но ваша интуиция в рамках этой простой концепции совершенно верна.
Когда s, p и d орбитали все участвуют в связывании (я избегаю слова «гибридизация»), чаще всего близки по энергии орбитали, например 4s, 3 d и 4p, а не 4 d с 4с и 4п. Вот почему участие d-орбиталей со связью чаще всего обсуждается в отношении переходных металлов (элементов d-блока).
Для элементов p-блока, у которых только пустые d-орбитали происходят из той же оболочки, что и p-орбитали (например, 4d с 4p), теперь известно, что участие d-орбиталей в связывании очень ограничено, потому что эти d-орбитали имеют такую высокую энергию по сравнению с п. То же самое относится к s-орбиталям, которые вы предлагаете задействовать в связывании. К сожалению, многие учебники и учителя по-прежнему ссылаются на эту устаревшую модель соединений гипервалентной серы и фосфора, например, как использование этих d-орбиталей с более высокой энергией для связывания, что, вероятно, является источником вашего замешательства.
Как только вы поймете, что d-орбитали из той же оболочки, которые намного выше по энергии, обычно не участвуют в связывании, ваш вопрос становится спорным.
Я бы посоветовал исключить всю эту фабрику фиктивных историй о гибридизации из учебных программ по общей и органической химии. Слово «смешивание» хуже, так как это кувшин, в который можно добавлять разные орбитали и запускать блендер, а вот и смесь. Этот материал хорош только для механического запоминания.
Только после тщательного изучения курса менеджмента качества и математической основы эти идеи должны быть представлены на примере вместе с историческим развитием. Ни автор учебника, ни учитель не знают, что это такое. Единственное, что реально можно наблюдать в эксперименте, - это только концентрации электронов с помощью рентгеновской дифракции или других методов.