Re[2]: Почему связи между O и H в H2O под углом?
От: Khimik  
Дата: 02.10.22 13:12
Оценка: 85 (3) :)
Здравствуйте, netch80, Вы писали:

N>Здравствуйте, Эйнсток Файр, Вы писали:


ЭФ>>

Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45° (104°27′).


ЭФ>>1) как так выходит/получается (почему не 180 градусов, например, не 103, и не 106);


N>Посмотри на вид электронных орбиталей при sp², sp³-гибридизации.

N>Напиши уравнение совместной волновой функции трёх атомов и реши его.
N>Микро-хинт: в случае замены, например, водорода на дейтерий угол изменится, примерно на пол-градуса.

Такой ответ скорее всего ничего не говорит ТС, кроме того электронная гибридизация, как я понимаю, это скорее абстрактная модель, которая когда-то работает, а когда-то нет. Хотя у меня качественного ответа на пальцах тоже нет, и нагуглить его я сходу не смог. Можно отвечать примерно так. У атома кислорода восемь электронов, их них два находятся в остове (внутренняя "орбита" атома, экранированная внешними орбитами в плане электромагнитного взаимодействия) и спарены друг с другом; из остальных шести электронов два спарены с электронами от атомов водорода (у каждого по одному), т.е. образуют ковалентную с ними, остальные две пары спарены друг с другом. Итого имеем четыре пары спаренных электронов, это и называется sp³-гибридные орбитали, и это можно нарисовать как четыре электронных облака, соприкасающихся с центральным атомом кислорода (точнее его ядром). Эти четыре электронных облака отталкиваются друг от друга, поэтому в пространстве они располагаются как тетраэдр. В правильном тетраэдре угол между лучами от центра равен 109 градусов, а в молекуле воды этот угол искажается и получается 104 градуса, поскольку из этих четырёх электронных пар есть две одного типа и две другого типа.
В то же время молекула Li2O линейная, как пишет Википедия; наверно, это можно объяснить так, что на атоме лития много электронов в остове, поэтому два атома лития этими электронами отталкиваются друг от друга, поэтому отталкивание между атомами лития перевешивает отталкивание между неподелёнными электронными парами. Я не нагуглил какая структура у Na2O, Ka2O и т.д., тут я не в курсе — может быть эти молекулы вообще нестабильны в газовой фазе.
Такое объяснение меня самого не очень устраивает, поскольку выражение "электроны в молекуле" некорректно. Для квантового химика понятно что такое ядра в молекуле, обычно они описываются как точки с каким-то зарядом, а электроны существуют только в изолированном виде, а в молекуле все электроны образуют единую волновую функцию с размерностью, пропорциональной количеству электронов. Так что, если кто-то поможет сформулировать более точный и при этом философский ответ на вопрос ТС, я смогу принять в этом участие, например порисовать своей программой картинки молекулярных орбиталей или натуральных орбиталей.
"Ты должен сделать добро из зла, потому что его больше не из чего сделать". АБ Стругацкие.
 
Подождите ...
Wait...
Пока на собственное сообщение не было ответов, его можно удалить.