Пайвастагиҳои ғайриорганикӣ ва органикӣ карбон Нақша

20.2. Гибридшавӣ, гирифтан.
Кунҷи байни пайвандҳо (кунҷи пайванд) дар молекулаи метан 109°28' аст. Дар формулаи сохтории метан, пайвандҳо аксар вақт дар кунҷи 90 ° тасвир карда мешаванд.
Вариантҳои дигар низ имконпазиранд, масалан:


Ҳамаи ин вариантҳои формулаҳои сохторӣ дурустанд, зеро онҳо пайдарҳамии пайвастагии атомҳоро дар молекула дуруст нишон медиҳанд.
Биёед сохтори молекулаи метанро муфассалтар дида бароем. Пайдо шудани пайвандҳо дар молекулаҳо дар натиҷаи ба ҳам омадани орбиталҳои атомӣ ба амал меояд. Сохтори қабати электронии атоми карбон дар ҳолати ҳаяҷон бо диаграммаи электронии графикӣ нишон дода шудааст:

Дар ҳолати ҳаяҷоновар атоми карбон дар орбиталҳои s як электрон ва дар орбиталҳои p се электрон дорад. Ҳангоми ташаккули пайвандҳои ковалентӣ бо атомҳои гидроген ду роҳи такрори абрҳои электронӣ имконпазир аст. (расми. 7.2 ва 7.3).

Пайванде, ки дар натиљаи ба њам омадани орбитали 2s-и атоми карбон ва орбитали 1s-и атоми гидроген ба вуљуд меояд (расми 7.2) бояд аз се пайванди дигар, ки дар натиљаи ба њамдигар омадани 2p ба вуљуд меоянд, фарќ дошта бошад. орбиталхои атоми карбон ва 1s орбитали атоми гидроген (расми 7.3). Дар асл, ҳамаи чор пайвандҳо дар молекулаи метан комилан якхелаанд. Барои фахмонда додани ин факт идеяхо дар бораи гибридизацияи орбиталхои атомй истифода мешаванд.
Вақте ки дар молекулаи метан пайвандҳои ковалентӣ ба вуҷуд меоянд, чор орбитали валентии атоми карбон омехта шуда, чаҳор орбитали як шаклро ташкил медиҳанд (орбиталҳои гибридӣ):

Биёед бубинем, ки чор орбитали гибридии атоми карбон дар фазо чӣ гуна ҷойгир шудаанд. Абрҳои электрон заряди манфӣ доранд, аз ин рӯ, орбиталҳои гибридӣ бояд тавре ҷойгир шаванд, ки такони электростатикии электронҳои якхела хурдтарин бошад. Ин шарт бо ҷойгиршавии орбиталҳои гибридӣ дар кунҷи 109 ° 28' (расми 7.5) иҷро карда мешавад: (рис. 7.5):

Ин хулосахоро натицахои тадкикот бо усулхои физикию химиявй тасдик мекунанд. Дарвоқеъ, молекулаи метан шакли тераэдрӣ дорад, кунҷи байни пайвандҳо 109°28' аст (расми 7.6). Аз схемаи ба хам печидани абрхои электронй дар молекулаи метан дидан мумкин аст, ки абрхои электронии гибридии атоми карбон ба суи атомхои гидроген тул кашидаанд. Чунин абрҳо метавонанд бо абрҳои электронии атомҳои гидроген сахттар ба ҳам мепайвандад ва аз ин рӯ пайвандҳои мустаҳкамтар ба вуҷуд оранд. Молекулаҳои алканҳо аз атомҳои карбон гибридии sp3 сохта шудаанд.
Ҳар як атоми карбон-гибридии sp³ чор пайванди ковалентиро ташкил медиҳад. Кунҷи байни ин пайвандҳо тақрибан ба 109^o баробар аст.Занҷири карбонии молекулаҳои алканҳо шакли хати шикаста дорад.