Объясните экспериментально установленное строение СNF используя метод валентных связей. Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома, изобразите перекрывание орбиталей и определите, полярна ли эта частица.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

CNF (цианид водорода) имеет линейную молекулярную структуру, в которой центральный атом углерода (C) связан с атомом азота (N) и атомом фтора (F). Давайте подробнее разберем строение CNF с помощью методики валентных связей.

Строение CNF

Центральный атом: Углерод (C) является центральным атомом, который имеет четыре валентные электрона.

Атомы-соседи:

Азот (N) имеет пять валентных электронов.Фтор (F) имеет семь валентных электронов.ГибридизацияУглерод в CNF использует гибридизацию sp. Это происходит, потому что у углерода образуются два σ-соединения — одно с атомом азота и одно с атомом фтора, а оставшиеся два p-орбитали формируют два π-соединения с атомом азота. Это ведет к линейной форме молекулы (угол 180°).Перекрытие орбиталей

σ-связь: В CNF σ-связь образуется при перекрытии sp-гибридной орбитали углерода с p-орбиталью азота.

π-связь: Два оставшихся p-орбитали углерода перекрываются с p-орбиталью азота, образуя две π-связи, которые также помогают формировать линейную конфигурацию молекулы.

Атом фтора образует σ-связь с углеродом через его p-орбиталь.

Полярность молекулы

CNF является полярной молекулой. Полярность обусловлена значительной разницей в электроотрицательности между углеродом, азотом и фтором. Фтор является очень электроотрицательным элементом, что создаёт отрицательный заряд на стороне молекулы, в то время как углерод и азот имеют относительно более слабую электроотрицательность. Таким образом, в CNF образуется дипольный момент, что и делает молекулу полярной.

В визуальном представлении звучит следующим образом:

F
|
C ≡ N

В этой схеме видим, что углерод связан с фтором через σ-связь, а с азотом через одну σ-связь и две π-связи.