อะตอมลูกผสม Sp3 การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลของอิเล็กตรอนและเรขาคณิตโมเลกุล บทบัญญัติพื้นฐานของแนวคิดการผสมข้ามพันธุ์

b คือมุมบิดระหว่างระนาบที่ผ่านแฝดสามของอะตอม 1, 2, 3 และ 2, 3, 4

รูปแบบเชิงเส้นเป็นลักษณะของโมเลกุลไดอะตอมมิก ในการทำนายโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลโพลีอะตอมมิก เราต้องรู้ไม่เพียงแต่ความยาวของพันธะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงค่าของพันธะและมุมบิดด้วย

หากโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมตั้งแต่สามอะตอมขึ้นไปนั่นคือ มันมีพันธะเคมีตั้งแต่สองตัวขึ้นไปจากนั้นจึงเกิดมุมระหว่างทิศทาง (มากถึง 180 0)ซึ่งเรียกว่า มุมบอนด์(ก).

มุมบิด (b)– มุมไดฮีดรัลระหว่างระนาบสองระนาบที่ผ่านอะตอมสามอะตอมที่เลือก

ตัวอย่างของเรขาคณิตโมเลกุลแสดงไว้ในรูปที่ 1 4.11.

ให้เราพิจารณาผลของการผสมข้ามพันธุ์ต่อรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล

หากเราคำนึงว่า p-orbitals พุ่งเข้าหากันที่มุม 90 0 ก็จำเป็นต้องเสนอว่าพันธะในโมเลกุลเช่น H 2 O, NH 3 ก็ควรมุ่งตรงไปที่แต่ละอันด้วย อื่นๆ ที่มุมขวา อย่างไรก็ตามนี่ไม่เป็นความจริง นอกจากนี้ ความไม่เท่าเทียมกันที่คาดหวังของพันธะที่เกิดขึ้นเนื่องจากวงโคจรที่มีรูปร่างต่างกัน มักไม่ได้รับการพิสูจน์จากการทดลอง มีการทดลองพบว่าหากอะตอมสร้างพันธะประเภทเดียวกันหลายพันธะเนื่องจากอิเล็กตรอนที่มีระดับพลังงานต่างกัน พันธะเหล่านี้จะมีความเทียบเท่ากันอย่างมีพลัง

ข้าว. 4.11. เรขาคณิตโมเลกุล:

(ก) – เชิงเส้น; (b) – รูปสามเหลี่ยม; (c) – จัตุรมุข;

(d) – ตรีโกณมิติ-ปิรามิดคู่; (จ) – ทรงแปดด้าน;

(จ) – ห้าเหลี่ยม-ปิรามิดคู่

ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมของโครงสร้างอะตอมไม่สามารถอธิบายข้อเท็จจริงนี้ได้ และมีสมมติฐานเกิดขึ้นเพื่อนำทฤษฎีนี้ให้สอดคล้องกับการทดลอง การผสมพันธุ์ของวงโคจร .

ตามสมมติฐานนี้ วงโคจรที่แตกต่างกันของอะตอมหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ s จะเรียงตัวกันตามรูปร่างและพลังงาน- จากวงโคจรที่แตกต่างกันหลายวง จำนวนวงโคจรลูกผสมที่เท่ากันจะเกิดขึ้น โดยมีรูปร่างและพลังงานเท่ากัน ออร์บิทัลลูกผสมมีการกระจายเท่าๆ กันในช่องว่างรอบนิวเคลียส

วงโคจรที่มีรูปร่างหลากหลายสามารถมีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ได้ ให้เราพิจารณาเฉพาะการผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัล s- และ p-atomic วงโคจรที่ปรากฏขึ้นเมื่อ s- และ p-orbitals "เรียงกัน" คือ "รูปที่แปด" ที่มีอาวุธไม่เท่ากัน (รูปที่ 4.12) มันขยายออกไปในทิศทางเดียวจากแกนกลางมากกว่าอีกด้านหนึ่ง เนื่องจากระดับการทับซ้อนกันของเวเลนซ์ออร์บิทัลในกรณีนี้จะสูงกว่า พันธะเคมีที่เกิดจากออร์บิทัลลูกผสมจึงควรมีความแข็งแรงมากกว่าพันธะเคมีที่เกิดจาก s- และ p-ออร์บิทัลธรรมดา

ข้าว. 4.12. รูปร่างวงโคจรไฮบริด Sp

ขึ้นอยู่กับจำนวนของออร์บิทัลที่มีปฏิสัมพันธ์ในอะตอม จำนวนออร์บิทัลลูกผสมที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์ ส่งผลให้รูปร่างของโมเลกุลมีความแตกต่างกัน ลองดูตัวอย่างง่ายๆ หลายๆ ตัวอย่าง

ในระหว่างการก่อตัวของโมเลกุลเบริลเลียมเฮไลด์เช่น BeCl 2 หนึ่ง s- และหนึ่ง p-อิเล็กตรอนซึ่งปรากฏขึ้นเมื่ออะตอมตื่นเต้นมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีจากอะตอมกลาง:

การกระตุ้นดังกล่าวเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลหากพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการก่อตัวของพันธะเคมีในเวลาต่อมาจะชดเชยพลังงานที่ใช้ไปกับการกระตุ้นของอะตอม (การกระโดดของอิเล็กตรอนไปยัง p-orbital)

การมีอยู่ของอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่จะทำให้เกิดพันธะสองอันระหว่างอะตอมเบริลเลียมและอะตอมของคลอรีนสองตัว (ซึ่งมีอิเล็กตรอน 3p ที่ไม่ถูกจับคู่) แต่พันธะเหล่านี้จะไม่เท่ากัน

ด้วยการใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย แทนที่จะเป็น s- และ p-orbitals ดั้งเดิมของอะตอมเบริลเลียม จึงเกิด sp-orbitals ที่เท่ากันสองอันขึ้นมา วงโคจร sp ไฮบริดจะยืดออก (รูปที่ 4.13, a) ในทิศทางตรงข้ามกัน (มุมพันธะ 180 O) พันธบัตรทั้งสองที่เกิดขึ้นมีความเท่าเทียมกันอย่างมีพลัง

เนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการก่อตัวของพันธะ Be–Cl นั้นมากกว่าผลรวมของพลังงานที่ใช้ไปกับการกระตุ้นของอะตอมเบริลเลียมและการผสมข้ามพันธุ์ของออร์บิทัล 2s และ 2p ของมัน การก่อตัวของโมเลกุล BeCl 2 จึงเป็นที่ชื่นชอบอย่างกระตือรือร้น

คดีที่อยู่ระหว่างการพิจารณาเรียกว่า sp การผสมพันธุ์ . โมเลกุลที่เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของวงโคจร sp-hybrid นั้นเป็นเส้นตรง ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดประเภทนี้คือโมเลกุลอะเซทิลีนเชิงเส้น C 2 H 2 ที่เกิดขึ้นเนื่องจากวงโคจร sp-hybrid ของอะตอมคาร์บอน (p-orbitals ที่เหลือของอะตอมคาร์บอนไม่ได้มีส่วนร่วมในการไฮบริไดเซชันในกรณีนี้ แต่ก่อตัวเป็นพันธะ p)

เมื่อ p-ออร์บิทัล s หนึ่งตัวและ p-ออร์บิทัลสองตัวผสมกัน จะเกิดออร์บิทัลไฮบริด sp 2 ที่เทียบเท่ากันสามออร์บิทัลขึ้น ตัวอย่างคือการก่อตัวของโมเลกุลโบรอนไตรคลอไรด์ เมื่อตื่นเต้น อิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่สามตัวจะปรากฏในอะตอมโบรอน:

ออร์บิทัลที่อิเล็กตรอนเหล่านี้ตั้งอยู่นั้นมีรูปร่างและพลังงานโดยเฉลี่ย โดยสร้างออร์บิทัลลูกผสม sp 2 จำนวน 3 ออร์บิทัลซึ่งอยู่ที่มุม 120 O ซึ่งกันและกัน (รูปที่ 4.13, b) มุมนี้เหมาะสมที่สุด: ช่วยให้เกิดการแยกระหว่างกันสูงสุดและพลังงานผลักกันขั้นต่ำของออร์บิทัลลูกผสมทั้งสาม ดังนั้นจึงรับประกันพลังงานขั้นต่ำของระบบ

ดังนั้นโมเลกุลที่เกิดจากออร์บิทัลไฮบริด sp 2 จึงเป็นตัวแทนของสามเหลี่ยมปกติซึ่งมีอะตอมกลางอยู่ตรงกลาง (ในกรณีของเราคือโบรอน) และที่จุดยอดคืออะตอมที่เหลืออยู่ (คลอรีน) พันธะทั้งสามในโมเลกุลมีค่าเท่ากัน

ตัวอย่างของโมเลกุลที่มี sp 2 -ออร์บิทัลไฮบริดของอะตอมคาร์บอนคือสารอินทรีย์: เอทิลีน C 2 H 4, เบนซีน C 6 H 6 เป็นต้น (ในกรณีนี้จะมีการผสมออร์บิทัลสามออร์บิทัลของอะตอมคาร์บอนและอันที่สี่เกี่ยวข้อง ในการสร้างพันธะ p)

หากวงโคจรสี่วงมีส่วนร่วมในการก่อตัวของออร์บิทัลลูกผสม (ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลมีเทน CH 4) การผสมพันธุ์ sp 3 จะเกิดขึ้น อะตอมของคาร์บอนที่ถูกกระตุ้นมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 4 ตัว (อิเล็กตรอน 1 ตัวและ p อิเล็กตรอน 3 ตัว):

ข้าว. 4.13. แผนภาพแสดงการจัดเรียงวงโคจรสำหรับ sp- (a), sp 2 - (b) และ

sp 3 - การผสมพันธุ์ (c)

หากวงโคจรทั้งสี่มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ดังนั้นวงโคจรลูกผสม sp 3 สี่วงที่เกิดขึ้นเนื่องจากการผลักกันซึ่งกันและกันจะถูกวางตัวซึ่งกันและกันที่มุม 109 O 28 / (รูปที่ 4.9, c) ในกรณีนี้ อะตอมของคาร์บอนจะครอบครองตำแหน่งตรงกลางของจัตุรมุขปกติ และคู่ของมันจะอยู่ที่จุดยอด (ในกรณีของมีเธน อะตอมของไฮโดรเจน)

อะตอมไนโตรเจนมีอิเล็กตรอน 5 ตัวในระดับพลังงานภายนอก:

ทฤษฎีเคมีควอนตัมสมัยใหม่เกี่ยวกับพันธะเคมีเสนอว่าในระหว่างการก่อตัวของโมเลกุลแอมโมเนีย NH 3 วงโคจรของอะตอมไนโตรเจนได้รับการผสมพันธุ์ด้วย sp 3 ในกรณีนี้ พวกเขาพูดถึงการผสมพันธุ์ไม่ใช่ของอิเล็กตรอน แต่เป็นของออร์บิทัล ดังนั้นจึงสามารถสังเกตได้ทั้งในกรณีของออร์บิทัลที่มีอิเล็กตรอนอย่างละหนึ่งตัว และในกรณีของออร์บิทัลที่ถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนสองตัวหรือปราศจากพวกมันโดยสิ้นเชิง อะตอมไฮโดรเจนสามอะตอมของแอมโมเนียครอบครองจุดยอดสามจุดของจัตุรมุขที่เกิดขึ้นของวงโคจรลูกผสม sp 3 จุดยอดที่สี่ของจัตุรมุขนั้นถูกครอบครองโดยเมฆอิเล็กตรอนลูกผสมซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมี เนื่องจากจุดยอดของจัตุรมุขไม่เท่ากันทั้งหมด มุมพันธะในโมเลกุลแอมโมเนียจึงน้อยกว่าจัตุรมุขและมีค่าเท่ากับ 107 0 กล่าวคือ โมเลกุลนั้นเป็นจัตุรมุขที่บิดเบี้ยวเล็กน้อย (ปิรามิดสามเหลี่ยมดูรูปที่ 4.10, b)

ในโมเลกุลของน้ำ มุมพันธะ H–O–H ก็ใกล้เคียงกับจัตุรมุขเช่นกัน (104.5 0) สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าวงโคจรของอะตอมออกซิเจนผ่านการไฮบริไดเซชันของ sp 3 และวงโคจรลูกผสม sp 3 สองวงซ้อนทับกับวงโคจร s ของอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม และอีกสองวงถูกครอบครองโดยคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ

ลักษณะพลังงานของพันธะในไฮโดรเจนเฮไลด์แสดงให้เห็นว่าแม้ในกรณีนี้ วงโคจรของอะตอมฮาโลเจนยังอยู่ภายใต้การผสมพันธุ์ของ sp 3 และพันธะนั้นเกิดขึ้นจากวงโคจร s ของอะตอมไฮโดรเจนและวงโคจรลูกผสม sp 3 ของฮาโลเจน อะตอม. ดูเหมือนว่าไม่จำเป็นต้องใช้ทฤษฎีการผสมข้ามพันธุ์กับโมเลกุลไดอะตอมมิก แต่พันธะในไฮโดรเจนเฮไลด์นั้นแข็งแกร่งกว่าการคำนวณที่ให้ไว้สำหรับพันธะที่เกิดจาก p-orbital ที่ "บริสุทธิ์"

ตัวอย่างของอิทธิพลของคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของอะตอมกลางต่อเรขาคณิตของโมเลกุลก็ถูกพิจารณาเช่นกันในรูปที่ 1 4.14. และในตาราง 4.3.

ดังนั้นความสอดคล้องของทฤษฎีการผสมข้ามพันธุ์กับการศึกษาเชิงทดลอง (เช่นข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานของพันธะเคมี) เป็นการยืนยันถึงความสำคัญของแนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์นั่นเอง การผสมพันธุ์จะกำหนดโครงสร้างทางเคมีและผลึกของสาร และผลที่ตามมาคือคุณสมบัติทางเคมีของสารเหล่านั้น

ข้าว. 4.14. อิทธิพลของคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว (E) ของอะตอมกลางต่อการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของโมเลกุล:

(ก) – จัตุรมุข; (b) – ปิรามิดตรีโกณมิติ; (c) – รูปร่างเชิงมุม;

(d) – ปิรามิดแบบตรีโกณมิติ; (e) – จัตุรมุขที่บิดเบี้ยว; (e) – รูปตัว T; (g) – รูปแบบเชิงเส้น; (ซ) – ทรงแปดหน้า; (i) – ปิรามิดทรงสี่เหลี่ยม; (ฎ) – สี่เหลี่ยมจัตุรัส

ตารางที่ 4.3

จำนวนคู่อิเล็กตรอนของอะตอมกลาง

และโครงร่างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล ABn

จำนวนคู่อิเล็กตรอนของอะตอม A	การจัดเรียงคู่อิเล็กตรอน	จำนวนคู่ที่มีผลผูกพัน	จำนวนคู่โดดเดี่ยว	รูปทรงเรขาคณิตและองค์ประกอบของโมเลกุล*	ตัวอย่าง
	เชิงเส้น			เชิงเส้น AB 2	BeH2, BeCl2
	สามเหลี่ยม			สามเหลี่ยมแบน AB 3 สามเหลี่ยมเชิงมุม AB 2 E	BF 3 SnCl 2
	จัตุรมุข			จัตุรมุข AB 4 พีระมิดตรีโกณมิติ AB 3 E เชิงมุม AB 2 E 2	CCl 4, CH 4 H 3 N, NF 3 H 2 O, ของ 2
	ตรีโกณมิติ-bipyra-midal			ปิรามิดทรงสามเหลี่ยม AB 5 จัตุรมุขไม่ปกติ AB 4 E รูปตัว T AB 3 E 2 เชิงเส้น AB 2 E 3	PCl 5 SF 4 ClF 3 XeF 2 , ถ้า
	แปดด้าน			ทรงแปดหน้า AB 6 พีระมิดทรงสี่เหลี่ยม AB 5 E ทรงสี่เหลี่ยมแบน AB 4 E 2	SF 6, SiF IF 5, SbF XeF 4, ICl
	ห้าเหลี่ยม-bipi-ramidal			ปิรามิดห้าเหลี่ยม AB 7 แปดหน้าไม่สม่ำเสมอ AB 6 E	ถ้า 7 XeF 6

*E – คู่อิเล็กตรอนเดี่ยว

แนวคิดการผสมพันธุ์

แนวคิดเรื่องการไฮบริไดเซชันของวงโคจรอะตอมของวาเลนซ์ถูกเสนอโดยนักเคมีชาวอเมริกัน Linus Pauling เพื่อตอบคำถามว่าทำไมหากอะตอมกลางมีเวเลนซ์ออร์บิทัล (s, p, d) ที่แตกต่างกัน พันธะที่มันก่อตัวในโมเลกุลโพลีอะตอมมิกที่มีลิแกนด์เดียวกันกลับกลายเป็นพลังงานที่เท่ากันและ ลักษณะเชิงพื้นที่

แนวคิดของการผสมข้ามพันธุ์เป็นศูนย์กลางของวิธีเวเลนซ์บอนด์ การผสมข้ามพันธุ์นั้นไม่ใช่กระบวนการทางกายภาพที่แท้จริง แต่เป็นเพียงแบบจำลองที่สะดวกที่ช่วยให้สามารถอธิบายโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการดัดแปลงสมมุติฐานของออร์บิทัลของอะตอมในระหว่างการก่อตัวของพันธะเคมีโควาเลนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดตำแหน่งของความยาว ของพันธะเคมีและมุมพันธะในโมเลกุล

แนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์ถูกนำไปใช้กับคำอธิบายเชิงคุณภาพของโมเลกุลอย่างง่ายได้สำเร็จ แต่ต่อมาได้ขยายไปสู่โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น ต่างจากทฤษฎีวงโคจรโมเลกุลตรงที่ไม่ได้เป็นเชิงปริมาณอย่างเคร่งครัด ตัวอย่างเช่น ไม่สามารถทำนายสเปกตรัมโฟโตอิเล็กตรอนของโมเลกุลธรรมดาๆ เช่นน้ำได้ ปัจจุบันใช้เพื่อวัตถุประสงค์ด้านระเบียบวิธีและเคมีอินทรีย์สังเคราะห์เป็นหลัก

หลักการนี้สะท้อนให้เห็นในทฤษฎีกิลเลสปี-นีโฮล์มเรื่องการผลักกันของคู่อิเล็กตรอน กฎข้อแรกและสำคัญที่สุดถูกกำหนดไว้ดังนี้:

“คู่อิเล็กตรอนใช้การจัดเรียงบนเปลือกเวเลนซ์ของอะตอม โดยที่พวกมันอยู่ห่างจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ กล่าวคือ คู่อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมราวกับว่าพวกมันกำลังผลักกันซึ่งกันและกัน”

กฎข้อที่สองก็คือว่า “คู่อิเล็กตรอนทุกคู่ที่อยู่ในเปลือกเวเลนซ์อิเล็กตรอนถือว่าอยู่ในระยะห่างจากนิวเคลียสเท่ากัน”.

ประเภทของการผสมพันธุ์

sp การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ s- และ p-orbital หนึ่งอันผสมกัน ออร์บิทัล sp-อะตอมที่เทียบเท่ากันสองวงถูกสร้างขึ้น โดยอยู่ในแนวเส้นตรงที่มุม 180 องศา และมุ่งไปในทิศทางที่แตกต่างจากนิวเคลียสของอะตอมคาร์บอน p-ออร์บิทัลที่ไม่ใช่ลูกผสมที่เหลืออีก 2 ตัวอยู่ในระนาบตั้งฉากกันและมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะ π หรือครอบครองอิเล็กตรอนคู่เดียว

sp 2 การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ p-orbitals หนึ่งตัวและ p-orbitals สองอันผสมกัน วงโคจรลูกผสมสามวงถูกสร้างขึ้นด้วยแกนที่อยู่ในระนาบเดียวกันและมุ่งไปที่จุดยอดของรูปสามเหลี่ยมที่มุม 120 องศา ออร์บิทัล p-อะตอมมิกที่ไม่ใช่ลูกผสมจะตั้งฉากกับระนาบ และตามกฎแล้วจะเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ π

sp 3 การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ s- และ p-orbitals หนึ่งอันผสมกัน ทำให้เกิดวงโคจรไฮบริด sp3 สี่อันที่มีรูปร่างและพลังงานเท่ากัน พวกมันสามารถสร้างพันธะ σ สี่พันธะกับอะตอมอื่นหรือเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนคู่เดียว

แกนของออร์บิทัลไฮบริด sp3 มุ่งตรงไปยังจุดยอดของจัตุรมุขปกติ มุมจัตุรมุขระหว่างพวกมันคือ 109°28" ซึ่งสอดคล้องกับพลังงานผลักอิเล็กตรอนต่ำสุด นอกจากนี้ ออร์บิทัล sp3 ยังสามารถสร้างพันธะ σ สี่พันธะกับอะตอมอื่นหรือเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนคู่เดียว

การผสมพันธุ์และเรขาคณิตโมเลกุล

แนวคิดของการไฮบริดไดเซชันของออร์บิทัลของอะตอมเป็นไปตามทฤษฎีกิลเลสปี-ไนโฮล์มเกี่ยวกับการผลักกันของคู่อิเล็กตรอน การผสมพันธุ์แต่ละประเภทสอดคล้องกับการวางแนวเชิงพื้นที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดของวงโคจรลูกผสมของอะตอมกลาง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับแนวคิดสเตอริโอเคมีในเคมีอนินทรีย์

ตารางแสดงตัวอย่างความสอดคล้องกันระหว่างประเภทไฮบริดไดเซชันที่พบบ่อยที่สุดกับโครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล ภายใต้สมมติฐานว่าออร์บิทัลลูกผสมทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมี (ไม่มีคู่อิเล็กตรอนตัวเดียว)

ประเภทการผสมพันธุ์	ตัวเลข วงโคจรลูกผสม	เรขาคณิต	โครงสร้าง	ตัวอย่าง
เอสพี	2	เชิงเส้น		BeF 2 , CO 2 , NO 2 +
เอสพี 2	3	สามเหลี่ยม		BF 3, NO 3 -, CO 3 2-
เอสพี 3	4	จัตุรมุข		CH 4, ClO 4 -, SO 4 2-, NH 4 +
ดีเอสพี 2	4	แบนสี่เหลี่ยม		นิ(CO)4, XeF4
สป 3 วัน	5	รูปทรงหกเหลี่ยม		PCl5, AsF5
เอสพี 3 วัน 2	6	แปดด้าน		เอสเอฟ 6, เฟ(CN) 6 3-, CoF 6 3-

ลิงค์

วรรณกรรม

• พอลลิ่ง แอล.ลักษณะของพันธะเคมี / การแปล จากภาษาอังกฤษ ม.อี. ดยัตคินา. เอ็ด ศาสตราจารย์ วาย.เค. ซีร์คินา. - ม.; ล.: Goskhimizdat, 2490. - 440 น.
• พอลลิ่ง แอล.เคมีทั่วไป. ต่อ. จากภาษาอังกฤษ - อ.: มีร์ 2517 - 846 หน้า
• Minkin V. I. , Simkin B. Ya. , Minyaev R. M.ทฤษฎีโครงสร้างโมเลกุล - Rostov-on-Don: ฟีนิกซ์, 1997. - หน้า 397-406. - ไอ 5-222-00106-7
• กิลเลสปี อาร์.เรขาคณิตของโมเลกุล / การแปล จากภาษาอังกฤษ E. Z. Zasorina และ V. S. Mastryukov, ed. ยู. เอ. เพนติน่า. - อ.: มีร์ 2518 - 278 หน้า

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

โมเลกุลโพลีอะตอมมิกที่มีลักษณะของวงโคจรเหมือนกันซึ่งมีคุณสมบัติเทียบเท่ากัน

1 / 3

YouTube สารานุกรม

ú การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอิเล็กตรอน

√ เซลล์วิทยา การบรรยายครั้งที่ 46. การผสมข้ามพันธุ์ของวงโคจร

ú การผสมข้ามพันธุ์ โมเลกุลมีขั้วและไม่มีขั้ว การเตรียมตัวด้วยตนเองสำหรับการสอบ Unified State และ CT ในวิชาเคมี

แนวคิดการผสมพันธุ์

แนวคิดเรื่องการไฮบริไดเซชันของวงโคจรอะตอมของวาเลนซ์ถูกเสนอโดยนักเคมีชาวอเมริกัน Linus Pauling เพื่อตอบคำถามว่าทำไมหากอะตอมกลางมีวงโคจรวาเลนซ์ (s, p, d) ที่แตกต่างกันพันธะที่เกิดขึ้นในโมเลกุลโพลีอะตอมมิกที่มีลิแกนด์เดียวกันจะกลายเป็นพลังงานที่เท่ากัน และลักษณะเชิงพื้นที่

แนวคิดเกี่ยวกับการผสมข้ามพันธุ์ถือเป็นจุดศูนย์กลางในวิธีการสร้างพันธะเวเลนซ์ การผสมข้ามพันธุ์นั้นไม่ใช่กระบวนการทางกายภาพที่แท้จริง แต่เป็นเพียงแบบจำลองที่สะดวกที่ช่วยให้สามารถอธิบายโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการดัดแปลงสมมุติฐานของออร์บิทัลของอะตอมในระหว่างการก่อตัวของพันธะเคมีโควาเลนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดตำแหน่งของความยาว ของพันธะเคมีและมุมพันธะในโมเลกุล

แนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์ถูกนำไปใช้กับคำอธิบายเชิงคุณภาพของโมเลกุลอย่างง่ายได้สำเร็จ แต่ต่อมาได้ขยายไปสู่โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น ต่างจากทฤษฎีวงโคจรโมเลกุลตรงที่ไม่ได้เป็นเชิงปริมาณอย่างเคร่งครัด ตัวอย่างเช่น ไม่สามารถทำนายสเปกตรัมโฟโตอิเล็กตรอนของโมเลกุลธรรมดาๆ เช่นน้ำได้ ปัจจุบันใช้เพื่อวัตถุประสงค์ด้านระเบียบวิธีและเคมีอินทรีย์สังเคราะห์เป็นหลัก

หลักการนี้สะท้อนให้เห็นในทฤษฎีการผลักกันของคู่อิเล็กตรอนของกิลเลสปี-นีโฮล์ม ซึ่งเป็นกฎข้อแรกและสำคัญที่สุดซึ่งมีการกำหนดไว้ดังนี้:

“คู่อิเล็กตรอนใช้การจัดเรียงบนเปลือกเวเลนซ์ของอะตอมโดยที่พวกมันอยู่ห่างจากกันมากที่สุด กล่าวคือ คู่อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมราวกับว่าพวกมันกำลังผลักกันซึ่งกันและกัน”

กฎข้อที่สองก็คือว่า “คู่อิเล็กตรอนทุกคู่ที่อยู่ในเปลือกเวเลนซ์อิเล็กตรอนถือว่าอยู่ในระยะห่างจากนิวเคลียสเท่ากัน”.

ประเภทของการผสมพันธุ์

sp การผสมพันธุ์

เกิดขึ้นเมื่อ s- และ p-orbital หนึ่งอันผสมกัน ออร์บิทัล sp-อะตอมที่เทียบเท่ากันสองวงถูกสร้างขึ้น โดยตั้งเป็นเส้นตรงที่มุม 180 องศา และมุ่งไปในทิศทางที่แตกต่างจากนิวเคลียสของอะตอมกลาง p-ออร์บิทัลที่ไม่ใช่ลูกผสมที่เหลืออีก 2 ตัวอยู่ในระนาบตั้งฉากกันและมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะ π หรือครอบครองอิเล็กตรอนคู่เดียว

sp 2 -ไฮบริด

เกิดขึ้นเมื่อ p-orbitals หนึ่งตัวและ p-orbitals สองอันผสมกัน วงโคจรลูกผสมสามวงถูกสร้างขึ้นด้วยแกนที่อยู่ในระนาบเดียวกันและมุ่งไปที่จุดยอดของรูปสามเหลี่ยมที่มุม 120 องศา ออร์บิทัล p-อะตอมมิกที่ไม่ใช่ลูกผสมจะตั้งฉากกับระนาบ และตามกฎแล้วจะเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ π

sp 3 -ไฮบริด

เกิดขึ้นเมื่อ p-orbitals หนึ่ง s และสาม p-orbitals ผสมกัน ทำให้เกิดวงโคจรลูกผสม sp 3 สี่ sp 3 ที่มีรูปร่างและพลังงานเท่ากัน

แกนของวงโคจรลูกผสม sp 3 มุ่งตรงไปยังจุดยอดของจัตุรมุข ในขณะที่นิวเคลียสของอะตอมกลางอยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลมที่จำกัดขอบเขตของจัตุรมุขนี้ มุมระหว่างสองแกนใดๆ จะอยู่ที่ประมาณ 109°28" ซึ่งสอดคล้องกับพลังงานผลักอิเล็กตรอนต่ำสุด นอกจากนี้ วงโคจร sp 3 ยังสามารถสร้างพันธะ σ สี่พันธะกับอะตอมอื่นหรือเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนคู่เดียว สถานะนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับคาร์บอน อะตอมในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและในอนุมูลอัลคิลและอนุพันธ์ของพวกมัน

การผสมพันธุ์และเรขาคณิตโมเลกุล

แนวคิดเรื่องการไฮบริดไดเซชันของออร์บิทัลของอะตอมเป็นไปตามทฤษฎีกิลเลสปี-นีโฮล์มเกี่ยวกับการผลักกันของคู่อิเล็กตรอน การผสมพันธุ์แต่ละประเภทสอดคล้องกับการวางแนวเชิงพื้นที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดของวงโคจรลูกผสมของอะตอมกลาง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับแนวคิดสเตอริโอเคมีในเคมีอนินทรีย์

ตารางแสดงตัวอย่างความสอดคล้องกันระหว่างประเภทไฮบริดไดเซชันที่พบบ่อยที่สุดกับโครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล ภายใต้สมมติฐานว่าออร์บิทัลลูกผสมทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมี (ไม่มีคู่อิเล็กตรอนตัวเดียว)

ประเภทการผสมพันธุ์	ตัวเลข วงโคจรลูกผสม	เรขาคณิต	โครงสร้าง	ตัวอย่าง
เอสพี	2	เชิงเส้น		BeF 2 , CO 2 , NO 2 +
เอสพี 2	3	สามเหลี่ยม		BF 3, NO 3 -, CO 3 2-
เอสพี 3, วันที่ 3 วินาที	4	จัตุรมุข		CH 4, ClO 4 -, SO 4 2-, NH 4 +
ดีเอสพี 2	4	แบนสี่เหลี่ยม		(2-) 2-
สป 3 วัน	5	รูปทรงหกเหลี่ยม

สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างโมเลกุล อะตอมในสารที่มีโครงสร้างเป็นโมเลกุลจะก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์ต่อกันเสมอ ซึ่งพบได้ในกรณีของสารประกอบอินทรีย์เช่นกัน ขอให้เราระลึกว่าโควาเลนต์เป็นพันธะประเภทหนึ่งระหว่างอะตอมที่เกิดขึ้นเนื่องจากการที่อะตอมแบ่งปันส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนภายนอกเพื่อให้ได้โครงร่างทางอิเล็กทรอนิกส์ของก๊าซมีตระกูล

ขึ้นอยู่กับจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน พันธะโควาเลนต์ในสารอินทรีย์สามารถแบ่งออกเป็นเดี่ยว สอง และสาม การเชื่อมต่อประเภทนี้ระบุไว้ในสูตรกราฟิกด้วยหนึ่ง สอง หรือสามบรรทัด ตามลำดับ:

การมีพันธะหลายหลากทำให้ความยาวของพันธะลดลง ดังนั้น พันธะ C-C เดี่ยวจะมีความยาว 0.154 นาโนเมตร พันธะ C=C คู่จะมีความยาว 0.134 นาโนเมตร และพันธะ C≡C สามเท่าจะมีความยาว 0.120 นาโนเมตร

ประเภทของพันธะตามวิธีการทับซ้อนกันของออร์บิทัล

ดังที่ทราบกันดีว่าออร์บิทัลสามารถมีรูปร่างที่แตกต่างกันได้ เช่น ออร์บิทัลแบบ s จะเป็นทรงกลมและมีรูปร่างเป็นดัมเบล ด้วยเหตุนี้ พันธะจึงอาจแตกต่างกันในลักษณะที่วงโคจรของอิเล็กตรอนทับซ้อนกัน:

ϭ-พันธะเกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลทับซ้อนกันในลักษณะที่พื้นที่ของการทับซ้อนกันนั้นถูกตัดกันด้วยเส้นที่เชื่อมต่อนิวเคลียส ตัวอย่างของ ϭ-การเชื่อมต่อ:

พันธะ π - เกิดขึ้นเมื่อวงโคจรทับซ้อนกันในสองบริเวณ - ด้านบนและด้านล่างเส้นที่เชื่อมนิวเคลียสของอะตอม ตัวอย่างของพันธบัตร π:

คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าโมเลกุลมีพันธะ π และ ϭ?

ด้วยพันธะโควาเลนต์ จะมีพันธะ ϭ ระหว่างอะตอมสองอะตอมใดๆ เสมอ และพันธะ π เฉพาะในกรณีของพันธะหลายพันธะ (สองเท่า, สามเท่า) ในกรณีนี้:

• พันธะเดี่ยวจะเป็นพันธะ ϭ เสมอ
• พันธะคู่ประกอบด้วยพันธะ ϭ หนึ่งพันธะและพันธะ π หนึ่งพันธะเสมอ
• พันธะสามจะเกิดขึ้นจากพันธะ ϭ หนึ่งพันธะและพันธะ π สองพันธะเสมอ

ให้เราระบุพันธะประเภทนี้ในโมเลกุลของกรดโพรปินิก:

การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอะตอมคาร์บอน

การผสมพันธุ์ในวงโคจรเป็นกระบวนการที่ผสมวงโคจรที่ในตอนแรกมีรูปร่างและพลังงานต่างกัน แทนที่จะสร้างวงโคจรลูกผสมในจำนวนเท่ากันซึ่งมีรูปร่างและพลังงานเท่ากัน

ตัวอย่างเช่นเมื่อผสมอันใดอันหนึ่ง ส-และสาม พี-มีวงโคจรสี่วงเกิดขึ้น เอสพี 3- วงโคจรไฮบริด:

ในกรณีของอะตอมคาร์บอน การผสมพันธุ์จะมีส่วนร่วมเสมอ ส-วงโคจรและจำนวน พี-วงโคจรที่สามารถมีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ได้แตกต่างกันไปตั้งแต่หนึ่งถึงสาม พี-วงโคจร

จะตรวจสอบชนิดของการผสมพันธุ์ของอะตอมคาร์บอนในโมเลกุลอินทรีย์ได้อย่างไร?

ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมอื่นที่อะตอมของคาร์บอนถูกพันธะด้วย อะตอมนั้นจะอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่ง เอสพี 3หรือสามารถ เอสพี 2หรือสามารถ เอสพี-การผสมพันธุ์:

มาฝึกกำหนดประเภทของการผสมพันธุ์ของอะตอมคาร์บอนโดยใช้ตัวอย่างของโมเลกุลอินทรีย์ต่อไปนี้:

อะตอมของคาร์บอนแรกถูกพันธะกับอะตอมอื่นอีกสองอะตอม (1H และ 1C) ซึ่งหมายความว่าอยู่ในสถานะ เอสพี-ไฮบริด

• อะตอมของคาร์บอนตัวที่ 2 ติดพันธะกับอะตอม 2 อะตอม - เอสพี-ไฮบริด
• อะตอมของคาร์บอนตัวที่สามถูกพันธะกับอะตอมอื่นอีกสี่อะตอม (สอง C และสอง H) - เอสพี 3-ไฮบริด
• อะตอมของคาร์บอนตัวที่สี่ถูกพันธะกับอะตอมอื่นอีกสามอะตอม (2O และ 1C) - เอสพี 2-ไฮบริด

หัวรุนแรง กลุ่มทำงาน

คำว่า Radical ส่วนใหญ่มักหมายถึงอนุมูลไฮโดรคาร์บอน ซึ่งเป็นส่วนที่เหลือของโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีอะตอมไฮโดรเจนเพียงอะตอมเดียว

ชื่อของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนนั้นถูกสร้างขึ้นตามชื่อของไฮโดรคาร์บอนที่เกี่ยวข้องโดยการแทนที่ส่วนต่อท้าย -หนึ่ง ต่อท้าย –ผม .

กลุ่มทำงาน - ชิ้นส่วนโครงสร้างของโมเลกุลอินทรีย์ (กลุ่มอะตอมบางกลุ่ม) ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบคุณสมบัติทางเคมีเฉพาะของมัน

ขึ้นอยู่กับว่าหมู่ฟังก์ชันใดในโมเลกุลของสารที่มีอายุมากที่สุด สารประกอบนี้ถูกจำแนกออกเป็นประเภทหนึ่งหรืออีกประเภทหนึ่ง

R – การกำหนดองค์ประกอบทดแทนไฮโดรคาร์บอน (หัวรุนแรง)

อนุมูลสามารถมีพันธะได้หลายพันธะ ซึ่งถือได้ว่าเป็นหมู่ฟังก์ชันด้วย เนื่องจากพันธะหลายพันธะมีส่วนทำให้เกิดคุณสมบัติทางเคมีของสาร

ถ้าโมเลกุลของสารอินทรีย์มีหมู่ฟังก์ชันตั้งแต่ 2 หมู่ขึ้นไป สารประกอบดังกล่าวจะเรียกว่าโพลีฟังก์ชัน

ในปี 1930 Slater และ L. Pauling ได้พัฒนาทฤษฎีการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์เนื่องจากการทับซ้อนกันของวงโคจรอิเล็กทรอนิกส์ - วิธีพันธะเวเลนซ์ วิธีการนี้ใช้วิธีไฮบริไดเซชัน ซึ่งอธิบายการก่อตัวของโมเลกุลของสารเนื่องจากการ "ผสม" ของออร์บิทัลลูกผสม ("ไม่ใช่อิเล็กตรอนที่ผสม แต่เป็นออร์บิทัล")

คำนิยาม

การผสมพันธุ์– การผสมออร์บิทัลและการจัดตำแหน่งรูปร่างและพลังงาน ดังนั้นเมื่อผสม s- และ p-orbitals เราจะได้ประเภทของการผสมพันธุ์ของ p-orbitals sp, s- และ 2 - sp 2, s- และ 3 p-orbitals - sp 3 มีการผสมข้ามพันธุ์ประเภทอื่น ๆ เช่น sp 3 d, sp 3 d 2 และประเภทที่ซับซ้อนกว่า

การกำหนดประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของโมเลกุลด้วยพันธะโควาเลนต์

ประเภทของการผสมพันธุ์สามารถกำหนดได้เฉพาะกับโมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์ประเภท AB n โดยที่ n มากกว่าหรือเท่ากับสอง A คืออะตอมกลาง B คือลิแกนด์ เฉพาะเวเลนซ์ออร์บิทัลของอะตอมกลางเท่านั้นที่ได้รับการผสมพันธุ์

ให้เราพิจารณาประเภทของการผสมพันธุ์โดยใช้ตัวอย่างของโมเลกุล BeH 2

ขั้นแรก เราเขียนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมกลางและลิแกนด์ แล้ววาดสูตรกราฟิกอิเล็กตรอน

อะตอมเบริลเลียม (อะตอมกลาง) มีออร์บิทัล 2p ว่าง ดังนั้นเพื่อที่จะรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจากอะตอมไฮโดรเจน (ลิแกนด์) แต่ละอะตอมเพื่อสร้างโมเลกุล BeH 2 จะต้องเข้าสู่สถานะตื่นเต้น:

การก่อตัวของโมเลกุล BeH 2 เกิดขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนกันของวงโคจรของอะตอม Be

* อิเล็กตรอนของไฮโดรเจนจะแสดงเป็นสีแดง และอิเล็กตรอนของเบริลเลียมจะแสดงเป็นสีดำ

ประเภทของการผสมพันธุ์จะถูกกำหนดโดยที่วงโคจรทับซ้อนกันนั่นคือโมเลกุล BeH 2 อยู่ใน sp - การผสมพันธุ์

นอกจากโมเลกุลขององค์ประกอบ AB n แล้ว วิธีการสร้างพันธะเวเลนซ์ยังสามารถกำหนดประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของโมเลกุลที่มีพันธะหลายพันธะได้ ลองดูตัวอย่างโมเลกุลเอทิลีน C 2 H 4 . โมเลกุลเอทิลีนมีพันธะคู่หลายพันธะซึ่งเกิดจากพันธะและ – ในการพิจารณาการผสมพันธุ์ เราจะเขียนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์และวาดสูตรกราฟิกอิเล็กตรอนของอะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุล:

6 C 2s 2 2s 2 2p 2

อะตอมของคาร์บอนมี p-orbital ว่างอีกหนึ่งอะตอม ดังนั้นเพื่อที่จะรับอะตอมไฮโดรเจน 4 อะตอมได้ จะต้องเข้าสู่สภาวะตื่นเต้น:

ต้องใช้ p-orbital หนึ่งอันเพื่อสร้างพันธะ (เน้นด้วยสีแดง) เนื่องจากพันธะ - เกิดขึ้นจากการทับซ้อนกันของ p-orbitals "บริสุทธิ์" (ไม่ใช่ลูกผสม) เวเลนซ์ออร์บิทัลที่เหลือจะเข้าสู่การผสมพันธุ์ ดังนั้นเอทิลีนจึงอยู่ใน sp 2 ไฮบริดไดเซชัน

การกำหนดโครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล

โครงสร้างทางเรขาคณิตของโมเลกุล รวมถึงแคตไอออนและแอนไอออนขององค์ประกอบ AB n สามารถกำหนดได้โดยใช้วิธี Gillespie วิธีนี้ขึ้นอยู่กับคู่เวเลนซ์ของอิเล็กตรอน โครงสร้างทางเรขาคณิตไม่เพียงได้รับอิทธิพลจากอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมีเท่านั้น แต่ยังได้รับอิทธิพลจากคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวด้วย ในวิธีของกิลเลสปี อิเล็กตรอนคู่เดียวถูกกำหนดให้เป็น E อะตอมกลางถูกกำหนดให้เป็น A และลิแกนด์ถูกกำหนดให้เป็น B

หากไม่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ องค์ประกอบของโมเลกุลอาจเป็น AB 2 (โครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้น), AB 3 (โครงสร้างสามเหลี่ยมแบน), AB4 (โครงสร้างจัตุรมุข), AB 5 (โครงสร้างปิรามิดแบบสามเหลี่ยม) และ AB 6 (แปดด้าน) โครงสร้าง). อนุพันธ์สามารถหาได้จากโครงสร้างพื้นฐานหากมีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวปรากฏขึ้นแทนที่จะเป็นลิแกนด์ ตัวอย่างเช่น: AB 3 E (โครงสร้างปิรามิด), AB 2 E 2 (โครงสร้างเชิงมุมของโมเลกุล)

ในการกำหนดโครงสร้างทางเรขาคณิต (โครงสร้าง) ของโมเลกุลจำเป็นต้องกำหนดองค์ประกอบของอนุภาคซึ่งคำนวณจำนวนคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว (LEP):

NEP = (จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมด – จำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างพันธะกับลิแกนด์) / 2

พันธะกับ H, Cl, Br, I, F ต้องใช้อิเล็กตรอน 1 ตัวจาก A พันธะกับ O ต้องใช้อิเล็กตรอน 2 ตัว และพันธะกับ N ต้องใช้อิเล็กตรอน 3 ตัวจากอะตอมกลาง

ลองดูตัวอย่างโมเลกุล BCl 3 กัน อะตอมกลางคือ B

5 B 1s 2 2s 2 2p 1

NEP = (3-3)/2 = 0 ดังนั้นจึงไม่มีคู่อิเล็กตรอนที่โดดเดี่ยว และโมเลกุลมีโครงสร้าง AB 3 ซึ่งเป็นรูปสามเหลี่ยมแบน

โครงสร้างทางเรขาคณิตโดยละเอียดของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบต่างกันแสดงไว้ในตารางที่ 1 1.

ตารางที่ 1. โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล

สูตรโมเลกุล	ประเภทการผสมพันธุ์		ประเภทโมเลกุล	เรขาคณิตโมเลกุล
				เชิงเส้น
				สามเหลี่ยม
				จัตุรมุข
				ปิรามิดสามเหลี่ยม
				ปิรามิดแบบสามเหลี่ยม
				ดิสฟีนอยด์
				รูปตัว T
				เชิงเส้น
				ปิรามิดสี่เหลี่ยม

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	ใช้วิธีเวเลนซ์บอนด์ เพื่อกำหนดชนิดของการผสมพันธุ์ของโมเลกุลมีเทน (CH 4) และโครงสร้างทางเรขาคณิตโดยใช้วิธีกิลเลสปี
สารละลาย	6 C 2s 2 2s 2 2p 2