4.3.2. sp2-Гибридизация (плоскостно-тригональная)
Одна
s- и две
p-орбитали смешиваются, и образуются
три равноценные
sp2-гибридные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° (выделены синим цветом). Они могут образовывать три σ-связи. Третья
р-орбиталь остается негибридизованной и ориентируется перпендикулярно плоскости расположения гибридных орбиталей. Эта
р-АО участвует в образовании π-связи.
VRML-модель (2 камеры, 109,3 Кб).
Для элементов 2-го периода процесс sp2-гибридизации происходит по схеме:
2s + 2px + 2py = 3 (2sp2)
2pz-АО в гибридизации не участвует.
Для изображения пространственного строения атомов в sp
2-состоянии используются те же приемы, что и в случае sp
3-атомов:
Переход от орбитальной модели атома в sp2-гибридизированном состоянии (а)
к пространственной формуле (б). См. также рисунок.
Строение молекул с sp
2-атомами отражают их модели:
- sp2-Гибридизованное состояние свойственно атому, если сумма числа связанных с ним атомов и числа его неподеленных электронных
пар равна 3 (примеры).
Кроме того, sp2-состояние оказывается выгодным и для атомов с неподеленными парами электронов, если такой атом связан с другим sp2- или sp-атомом. При этом значение суммы может быть равно 4.
Например, sp2-атом кислорода в
феноле C6H5OH, связанный с sp2-атомом углерода бензольного кольца.
Атомы углерода в sp
2-гибридном состоянии образуют такие
аллотропные формы как
графит,
графен,
фуллерены (например,
C
60-
фуллерен, VRML-модель) и другие
наноструктуры.
sp
2-Гибридизация характерна для атомов С, N, O и др. с двойной связью (sp
2-атомы выделены красным цветом):
H2C=CH2
(анимация),
H2C=CHR,
R2C=NR,
C6H6
(бензол),
R-N=N-R,
R2C=O,
R-N=O,
а также для катионов типа R3C+ и
свободных радикалов R3C•.