Номер 385, страница 59 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

385. Перекрывание каких орбиталей представлено на приведённых рисунках? В каждом случае укажите, к возникновению какой связи — $ \pi $- или $ \sigma $- приводит такое перекрывание.

Для определения типа образующейся химической связи ($\sigma$ или $\pi$) необходимо проанализировать способ перекрывания атомных орбиталей, который определяет геометрию области с повышенной электронной плотностью.

Сигма-связь ($\sigma$-связь) образуется при осевом (лобовом) перекрывании атомных орбиталей. Это означает, что область максимального перекрывания лежит на прямой, соединяющей ядра связываемых атомов. Электронная плотность при этом симметрична относительно оси связи.

Пи-связь ($\pi$-связь) образуется при боковом перекрывании $p$- или $d$-орбиталей. Оси этих орбиталей параллельны друг другу и перпендикулярны линии, соединяющей ядра. В результате возникают две области перекрывания — над и под плоскостью, в которой лежит $\sigma$-связь.

Проанализируем каждый случай, представленный на рисунках.

Верхний ряд, первый рисунок (слева)

На рисунке изображено осевое перекрывание двух сферических $s$-орбиталей. Область перекрывания лежит на линии, соединяющей ядра. Такое перекрывание приводит к образованию $\sigma$-связи.

Ответ: Перекрывание двух $s$-орбиталей, $\sigma$-связь.

Верхний ряд, второй рисунок (в центре)

Здесь показано осевое перекрывание двух гантелеобразных $p$-орбиталей. Орбитали направлены вдоль межъядерной оси и перекрываются "лоб в лоб". Это приводит к формированию $\sigma$-связи.

Ответ: Перекрывание двух $p$-орбиталей, $\sigma$-связь.

Верхний ряд, третий рисунок (справа)

На рисунке показано осевое перекрывание сферической $s$-орбитали и гантелеобразной $p$-орбитали. Область перекрывания расположена на линии, соединяющей ядра, что является характерным признаком образования $\sigma$-связи.

Ответ: Перекрывание $s$- и $p$-орбиталей, $\sigma$-связь.

Нижний ряд, первый рисунок (слева)

Изображено боковое перекрывание двух $p$-орбиталей, оси которых параллельны друг другу. Перекрывание происходит в двух областях: над и под межъядерной осью. Такое боковое перекрывание приводит к образованию $\pi$-связи.

Ответ: Перекрывание двух $p$-орбиталей, $\pi$-связь.

Нижний ряд, второй рисунок (в центре)

Показано боковое перекрывание $p$-орбитали и $d$-орбитали. Оси орбиталей параллельны, и перекрывание осуществляется "боками", формируя две области повышенной электронной плотности над и под линией связи. В результате образуется $\pi$-связь.

Ответ: Перекрывание $p$- и $d$-орбиталей, $\pi$-связь.

Нижний ряд, третий рисунок (справа)

На рисунке показано боковое перекрывание двух $d$-орбиталей. Как и в предыдущих случаях образования $\pi$-связи, перекрывание происходит в двух областях по обе стороны от линии, соединяющей ядра. Это приводит к образованию $\pi$-связи.

Ответ: Перекрывание двух $d$-орбиталей, $\pi$-связь.