sp²-гибридизация
sp²-гибридизация — это способ образования трёх одинаковых гибридных орбиталей атома углерода, направленных в одной плоскости под углами \(120^\circ\). Оставшаяся негибридная \(p\)-орбиталь образует π-связь, поэтому sp²-гибридизация характерна для атомов углерода в двойной связи.
Как образуется двойная связь
При sp²-гибридизации три гибридные орбитали углерода образуют σ-связи с соседними атомами. Негибридные \(p\)-орбитали двух соседних атомов перекрываются боком, формируя π-связь. Поэтому двойная связь состоит из одной σ- и одной π-связи: π-связь располагается над и под плоскостью σ-связи и ограничивает свободное вращение вокруг неё.
Такое строение рассматривают в гибридизации атома углерода. Например, в алкенах оба атома углерода при двойной связи имеют sp²-гибридизацию, а связанные с ними атомы лежат в одной плоскости или близки к ней.
В молекуле этена \(\mathrm{CH_2=CH_2}\) каждый атом углерода образует три σ-связи: одну с другим углеродом и две с атомами водорода. Оставшиеся p-орбитали образуют одну общую π-связь. Участок \(\mathrm{C=C}\) имеет плоское строение.
sp²-гибридизация не означает образование только двойной связи. Гибридные орбитали образуют σ-связи, а двойная связь появляется из-за дополнительного бокового перекрывания негибридных p-орбиталей. sp³-гибридизация, напротив, не оставляет негибридной p-орбитали и характерна для одинарных связей.
Сколько σ- и π-связей содержит двойная связь между двумя атомами углерода?
Главное
- При sp²-гибридизации образуются три гибридные орбитали в одной плоскости под углами \(120^\circ\).
- Одна негибридная p-орбиталь образует π-связь; двойная связь состоит из одной σ- и одной π-связи.
- sp²-гибридизация объясняет плоское строение фрагментов с двойной связью и невозможность свободного вращения вокруг неё.