С позиции МЛКАО
Периодическая система / Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на предмете углерода и его соединений / Химия элемента углерода и его соединений / С позиции МЛКАО

Мы знаем, что форма молекулы диоксида углерода линейная. У атома кислорода имеются орбитали p-типа.

На рис.2 показаны валентные орбитали центрального атома (углерода) и групповые орбитали лигандов (атомов кислорода).

а) б)

Рис.2. Орбитали центрального атома (а) групповые орбитали (б) для трехцентровой линейной молекулы CO2.

Вследствие большого энергетического различия 2s и 2p орбиталей кислорода участием 2s орбиталей можно пренебречь. Сочетание орбиталей 2s-y1, 2pz-y2 приводит к образованию молекулярных орбиталей s-типа: ssсв, ssразр и szсв, szразр.

Рис.3. Связывающие и разрыхляющие S-орбитали молекулы углекислого газа

Комбинация орбиталей 2px-y3 и 2py-y5 приводит к образованию трехцентровых орбиталей p-типа: pxсв, pxразр и pyсв, pyразр (рис.4). Для групповых орбиталей y4 и y6 подходящих по симметрии орбиталей центрального атома нет, поэтому в молекуле CO2 они играют роль несвязывающих и обозначаются px и py. Несвязывающие орбитали локализованы у атомов кислорода (рис.4)

Рис.4. p-связывающие, разрыхляющие и несвязывающие орбитали молекулы CO2.

Приближенная энергетическая диаграмма молекулы CO2 показана на рис.5. Распределение валентных электронов (четыре атома углерода и восемь – двух атомов кислорода) по орбиталям молекулы CO2 соответствует электронной конфигурации

(szсв)2 (szсв)2 (pxсв)2 (pyсв)2 (px)2 (py)2,

а с учетом 2s-электронов двух атомов кислорода

(2SA)2 (2SB)2 (ssсв)2 (szсв)2 (px,y)4 (px,y)4.

Четыре пары электронов приходятся на четыре трехцентровые связующие орбитали, т.е. на каждый из атомов кислорода приходится по две пары связывающих электронов. Таким образом, можно считать, что порядок связи между атомом кислорода и углерода в молекуле CO2 равен 2. Это можно отразить структурной формулой O = C = O.

Смотрите также

Скорость химической реакции
Вокруг нас постоянно происходят тысячи химических реакций. Горит костер и горит газ в конфорке газовой плиты, ржавеет железо, молоко превращается в творог, на фотопленке возникают изображени ...

Применение радиоактивных изотопов в технике
...

Периодическая система элементов. Периоды, группы, подгруппы. Периодический закон и его обоснование
«Будут появляться и умирать новые теории, блестящие обобщения. Новые представления будут сменять наши уже устаревшие понятия об атоме и электроне. Величайшие открытия и эксперименты будут с ...