Gibridlanish va molekulalarning fazoviy tuzilishi

sd³-gibridlanish. d-elementlarning atomlarida ko’pgina kimyoviy bog’lar hosil bo’lishida d-orbitallar ishtirok etadi.
1 ta s va 3 ta d orbitallarining gibridlanishi natijasida 4 ta sd³ gibrid orbital hosil bo’ladiva 4 ta gibrid orbital ham ekvivalent bo’lib, ular yadrodan 109⁰ burchak ostida yo’nalgan (sp³-gibrid orbitallarga o’xshash) kimyoviy bog’lar hosil qiladi.
MnO da Mn va CrO da Cr atomlari sd³ gibridlangan holatda bo’ladi.
Ko’p atomli zarrachalarning shakli va bog’ hosil qilishda qatnashadigan atom orbitallarining yo’nalishini quyidagi jadvallar yordamida aniqlash mumkin:

AO	sp	sd	sp^2	sp^3 sd^3
σ-bog’lar soni	2	2	3	4 4
Fazoviy tuzilishi
AO lar orasidagi burchak	180^0	90^0	120^0	109^0
Misol	CO2, BeCl2, MgCl2	SrF2, SrCl2, BaCl2	BF3, BCl3, CO	NH BH B2H6	Misol

AO	dsp^2	, d^3sp		, d^2sp^3
σ-bog’lar soni	4	5	5	6
Fazoviy tuzilishi
AO lar orasidagi burchak	90^0	120^0 90^0	90^0	90^0
Misol	[PdCl4]^2-, [Ni(CN)4]^2^-, [AuCl4]^-,	Fe(CO)5, NbCl5, TaBr5, PCl5	NiBr3[P(C2H5)3]2	SF6, PCl

AO	sp^3d^3	d^4sp^3
σ-bog’lar soni	7	8
Fazoviy tuzilishi
AO lar orasidagi burchak	72^0 va 90^0	≈90^0
Misol	[UF7]^3-, IF7	[PbF8]^4-

Umuman olganda davriy sistemadagi A-guruh elementlari uchun quyidagi gibridlanish turlari ko’proq xosdir:
2-davr elementlari uchun – sp, sp², sp³;
3 va 4 davr elementlari uchun – sp, sp³, sp³d, sp³d²;
5 va 6 –davr elementlari uchun- sd, sp³d² (d²sp³), sp³d⁴.
Gibrid orbitallarning bir tomonida elektron bulut zichligi ko’p, ikkinchi tomonida esa kam bo’ladi. Gibrid orbital boshqa orbitalni ana shu elektron buluti ko’p tomoni bilan qoplaydi. Natijada qoplanish maksimal bo’lib yadrolar o’rtasida elektron bulutning zichligi ortadi, yuzaga keladigan bog’ ham barqaror bo’ladi.
Elementlarning davr raqami ortib borishi bilan ularning koordinatsion soni ham ortib boradi. Koordinatsion soni element hosil qilgan σ-bog’lar soni bilan aniqlanadi. Masalan; metanda uglerodning koordinatsion soni 4 ga, CO₂ da esa 2 ga teng.
Guruhchalarda element atomlarining koordinatsion soni davr raqami ortib borishi tartibida ortadi. Buni IVA guruh elementlari misolida ko’rib chiqamiz:
Davr raqami 2 3 4 5 6
Koor. soni 3 4 4 6 4 6 6 8 6 8
Misollar CO CF₄ SiO SiF GeO GeF SnO SnF PbO PbF
O’zaro reaksiyaga kirishuvchi atomlarning elektron bulutlari bir-birini qoplaganida qanday shakl va qanday fazoviy yo’nalish kelib chiqishiga qarab molekulalari chiziqli va burchakli birikmalar hosil bo’ladi.
Kimyoviy bog’lanishning fazodagi yo’naluvchanligi elektron gibridlanishi natijasida o’zining shaklini o’zgartiradi.
Gibrid elektron bulutlar fazoda turlicha joylashib chiziqli yoki burchakli tuzilishdagi molekulalar hosil qiladi.
Ma’lumki, elektron juftlar molekuladagi boshqa elektron juftlar bilan o’zaro itarilishadi, shuning uchun ular o’zaro maksimal uzoqlikda joylashishga intiladi.
Molekula tarkibidagi atomlarda kimyoviy bog’ hosil qilishda qatnashgan (umumlashgan) va qatnashmagan (umumlashmagan) elektronlar bo’lishi mumkin. Molekulaning shakli va atomlar orasidagi burchak ana shu umumlashgan-umumlashmagan elektron juftlarning o’zaro ta’siriga bog’liq.
Umumlashmagan elektron juftlar umumlashgan elektron juftlarga nisbatan bir-biri bilan kuchli itarilishadi.
Elektron juftlar orasidagi itarilish kuchlari quyidagi tartibda kamayadi:
Misol sifatida markaziy atomlari sp³gibridlanishga ega bo’lgan metan, ammiak va suv molekulalarini ko’rib chiqamiz:

^{Umumlashmagan 1 ta umumlashmagan 2 ta umumlashmagan
elektron juft yo’q elektron juft bor elektron juft bor}
Rasmdan ko’rinib turibdiki, valent burchak CH₄ da 109,28⁰, NH₃ da 107,3⁰, H₂O da 104,5⁰ ga teng. Valent burchaklar asosan umumlashgan – umumlashmagan elektron juftlarning o’zaro itarishish kuchiga bog’liq.
Umumlashmagan elektron juftlar soni qancha ko’p bo’lsa, ushbu elektron juftlarning bir-biridan „qochishi” (uzoqlashishi) shuncha kuchli bo’ladi va valent burchaklar ham mos ravishda kamayadi.
Bundan tashqari, kislorod va azot atomlarining elektromanfiyligi yuqori bo’lgani uchun elektron bulutlar kislorod va azot atomlari tomonga ko’proq siljiydi va ular bilan bog’langan vodorod atomlari qisman musbat zaryadlanadi. Musbat zaryadli vodorod atomlarining bir-biridan „qochishi” tufayli ham burchak kattalashadi.
Oltingugurt va fosfor atomlarining elektromanfiyliklari kislorod va azotnikidan kam bo’lganligi uchun H₂S va PH₃ molekulalarida S-H va P-H bog’lar orasidagi burchak O-H va N-H dagiga nisbatan kichik bo’ladi.
Vodorod atomlari H₂S va PH₃ da kamroq musbat zaryadlangan, shuning uchun ular bir-biridan kamroq qochadi. Haqiqatdan ham, bu burchaklar PH₃ uchun 93⁰ga, H₂S uchun esa 92⁰ga teng.
Quyidagi rasmda soddaroq molekulalarning shakllari keltirilgan bo’lib, bu yerda qora nuqtalar bilan atomlar, burchaklardagi ikkita nuqta bilan molekulaning umumiy shakliga (formasiga) ta’sir etuvchi umumlashmagan elektron juftlar ko’rsatilgan.
Geometrik figuralarning o’ng tomonidagi sonlar bog’lovchi elektron juftlar sonini ko’rsatadi:

Molekulaning shakli	Misollar
	HgCl2, Ag(NH3) BF3, GaCl3 PbCl2, PbI2
	CH4, NH NH3, H3O^+ H2O, F2O

1. Agar markaziy atom sp gibridlangan bo’lsa, molekula chiziqli tuzilishli va atomlar orasidagi valent burchak 180⁰ ga teng bo’ladi. Masalan; AB₂ tipidagi molekulalar.
2. Agar markaziy atom sp² gibridlangan bo’lsa, molekula uchburchakli va atomlar orasidagi valent burchak 120⁰ bo’ladi. Masalan; AB₃ va ׃ AB₂ tipidagi molekulalar.
3. Agar markaziy atom sp³ yoki sd³ gibridlangan bo’lsa, molekula tetraedrik tuzilishli va atomlar orasidagi valent burchak 109⁰ 28` ga teng bo’ladi. Masalan; AB₄; ׃AB ₃ va ׃׃AB₂ tipidagi molekulalar.
4. Agar markaziy atom sp³d gibridlangan bo’lsa, molekula trigonal – bipiramidal tuzilishli bo’ladi va atomlar orasidagi valent burchak 120⁰, 90⁰, yoki 180⁰ bo’ladi. Masalan; AB₅,׃AB₄,׃׃AB₃ va׃׃׃AB₂ tipidagi molekulalar.
5. Agar markaziy atom sp³d² gibridlangan bo’lsa, molekula oktaedrik tuzilishli bo’ladi va atomlar orasidagi valent burchak 90⁰ bo’ladi.
Masalan; AB₆; ׃AB₅ va ׃׃AB₄ tipidagi molekulalar.
AB_n molekulalarning geometrik shakllari quyidagi rasmda berilgan:




1-chiziqli: 2,3-uchburchak; 4,5,6-tetraedr; 7,8,9,10-trigonal-bipiramidal; 11,12,13-oktaedr.
Misollar keltiramiz:

Agar AB_n molekulalarda gibrid orbitallar bilan birga umumlashmagan elektron juftlar ham bo’lsa bunday molekulalar geometrik tugallanmagan molekulalar deyiladi.

Buni NO₂ va H₃O⁺ misolida qarab chiqamiz: