LAI HOA

Xét các liên kết trong phân tử CH4
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ

C* sẽ tạo góp chung 4 e với 4 nguyên tử H để tạo ra 4 liên kết CHT → 1 liên kết s- s
3 liên kết s-p
C(cơ bản) 1s22s22p2

C* 1s22s12p3


4 H 1s1

p
s
s
Thực nghiệm: 4 liên kết C-H này giống nhau và góc liên kết: HCH = 109o28’
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
Năm 1931 Paolinh đề ra “quan niệm lai hóa của các orbitan trong một nguyên tử”
Khi tạo thành liên kết, những electron hóa trị của một nguyên tử không tham gia một cách riêng rẽ với nhau, mà các orbitan của chúng sẽ trộn lẫn với nhau, hay nói một cách toán học chúng sẽ tổ hợp với nhau thành những tổ hợp tốt nhất để có thể tạo thành liên kết bền hơn
Phân tử CH4
Khi nguyên tử C tham gia liên kết với 4 nguyên tử H thành phân tử CH4 thì một orbitan 2s đã tổ hợp (“trộn lẫn”) với 3 orbitan 2p tạo thành 4 orbitan giống hệt nhau, gọi là 4 lai hóa sp3. 4 orbitan lai hóa sp3 xen phủ với 4 orbitan 1s của 4 nguyên tử H tạo thành 4 liên kết C-H giống hệt nhau.
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
* Khái niệm về sự lai hóa
Lai hóa là sự tổ hợp n orbitan (AO) nguyên tử khác nhau về hình dạng, kích thước hoặc năng lượng của cùng một nguyên tử thành n orbitan (AO) có cùng hình dáng và năng lượng.

Các orbitan hóa trị ở các phân lớp khác nhau có năng lượng và hình dạng khác nhau cần phải đồng nhất để tạo liên kết bền với các nguyên tử khác.
* Nguyên nhân của sự lai hóa
- Các obitan chỉ lai hóa được với nhau khi năng lượng của chúng xấp xỉ bằng nhau.
- Mức độ xen phủ của các orbitan phải đủ lớn


* Điều kiện
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
* Đặc điểm của các obitan lai hóa:
- Có kích thước và hình dạng giống nhau, chỉ khác nhau về sự định hướng trong không gian.
- Có bao nhiêu obitan nguyên tử tham gia tổ hợp sẽ tạo nên bấy nhiêu obitan lai hóa.
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp
Dạng của một orbitan lai hóa sp
* Ví dụ: Phân tử BeH2,, C2H2 , BeX2, ZnX2...
* Đặc điểm:
Hai orbitan lai hóa sp nằm thẳng hàng nhau (góc lai hóa 180o) nhưng hướng về 2 phía đối xứng nhau.
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp
VD: Giải thích cấu trúc phân tử BeCl2
Be (Z=4): 1s22s2
Be*: 1s22s12p1
Cl (Z=17): [Ne]3s23p5
Hai orbitan lai hóa sp, mỗi orbital mang 1 electron độc thân, che phủ với 2 orbitan p của 2 nguyên tử Clo tạo thành 2 liên kết Be-Cl
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp2
1AOs + 2AOp 3AO lai hóa sp2
3 orbitan lai hóa phân bố đối xứng nhau dưới một góc 120o
Ví dụ: BCl3, C2H4, CO32-,….
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp2
Phân tử BCl3
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp3
Hình dạng không gian của 4 orbitan lai hóa sp3
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp3
Bốn obitan sp3 phân bố đối xứng trong không gian theo 4 hướng về 4 đỉnh của một tứ diện đều với mỗi góc liên kết là 109o28’
Ví dụ: CH4, NH3, NH4+, H2O,….
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.1 Các kiểu lai hóa
a. Lai hóa sp3
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
4.2 So sánh thuyết VB và thuyết lai hóa
* Khác nhau:
* Giống nhau:
- Sử dụng electron độc thân để tạo thành liên kết
4.THUYẾT LAI HÓA CÁC ORBITAN NGUYÊN TỬ
5. CÁC KIỂU XEN PHỦ ORBITAN NGUYÊN TỬ
Sự xen phủ trục
Sự xen phủ trong đó trục của các orbitan tham gia liên kết trùng với đường nối tâm của 2 nguyên tử liên kết.
Sự xen phủ bên
Sự xen phủ trong đó trục của các orbitan tham gia liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối tâm của 2 nguyên tử liên kết.
5. CÁC KIỂU XEN PHỦ ORBITAN NGUYÊN TỬ
Xét phân tử C2H4
2s 2px 2py 2pz
π
π
5. CÁC KIỂU XEN PHỦ ORBITAN NGUYÊN TỬ
Liên kết σ
- Hình thành do sự xen phủ giữa 2 orbitan dọc theo trục liên kết nối 2 tâm nguyên tử (xen phủ trục)
- Liên kết bền vững
- Các orbitan lai hóa cũng có khả năng tạo thành liên kết σ
5. CÁC KIỂU XEN PHỦ ORBITAN NGUYÊN TỬ
* Liên kết π
- Hình thành do sự xen phủ bên của 2 orbitan
- Xảy ra khi có sự xen phủ: p-p, p-d, d-d
Chỉ xảy ra giữa các orbitan thuần khiết (chưa lai hóa)
Có mặt phẳng đối xứng
Kém bền hơn liên kết σ