- Là khoảng cách giữa hai nhân nguyên tử khi đã hình thành liên kết.
3.3.4. Sự lai hoá các AO trong liên kết.
Ta hãy xét sự hình thành phân tử CH4. Khi đi vào liên kết nguyên tử C ở trạng thái
kích thích C*.
C* + 4H
2s1 2p3 1s1
Nếu khi hình thành phân tử CH4 nguyên tử C sử dụng 4AO (1 mây s và 3 mây p) xen phủ với 4 mây s của 4 nguyên tử H (một liên kết hình thành do sự xen phủ s - s và 3 liên kết do sự xen phủ p - s). Như vậy lẽ ra các liên kết phải khác nhau, nhưng trong thực tế
chúng lại hoàn toàn giống nhau. Điều này được Poling giải thích bằng sự lai hoá các AO.
Khi liên kết các nguyên tử có thể không sử dụng các AO s, p... thuần mà chúng có thể tổ hợp với nhau tạo thành những AO mới giống nhau (gọi là các AO lai hoá ) và sau
đó các AO lai hoá này sẽ tham gia liên kết. Như vậy:
Lai hoá là sự tổ hợp các AO khác loại để tạo ra các AO lai hoá giống nhau về hình dạng, kích thước và năng lượng nhưng có hướng khác nhau.
Khi có n AO tham gia lai hoá sẽ tạo ra n AO lai hoá. Để có sự lai hoá các AO phải
có năng lượng khác nhau không lớn. Ví dụ: 2s - 2p; 3s - 3p - 3d...
Dưới đây là một số kiểu lai hoá và những đặc điểm của các AO lai:
* Lai hoá sp: Sự tổ hợp một AO s với một AO p tạo ra 2 Obt lai hoá sp hướng theo 2
hướng trong không gian. Trục của 2 Obt này tạo ra góc 180o. Còn gọi là lại hoá đường thẳng. Ví dụ: Sự lai hoá của nguyên tử C để hình thành liên kết trong phân tử C2 H2 và trong phân tử hydrocac chưa bon chưa no có chứa liên kết ba.
s + p sp
Hình 3
* Lai hoá sp2: Sự tổ hợp một AO s với hai AO p tạo ra 3 OBT lai hoá sp2 hướng
theo 3 đỉnh của một tam giác đều. Trục của 3 OBT này tạo ra góc 120o. Còn gọi là lai hoá tam giác.
Ví dụ: Sự lai hoá của nguyên tử C để hình thành liên kết trong phân tử C2 H4 và trong phân tử hydrocac bon chưa no có chứa liên kết đôi.
55
s + p + p sp2
Hình 4
* Lai hoá sp3: Sự tổ hợp một AO s với ba AO p tạo ra 4 OBT lai hoá sp3 có trục
hướng theo 4 đỉnh của một tứ diện đều. Trục của các OBT này tạo ra góc 109o28'. Còn gọi là lai hoá tứ diện.
Ví dụ: Sự lai hoá của nguyên tử C để hình thành liên kết trong phân tử CH4 và trong phân tử hydrocacbon no.
s + 3p sp3 Hình 5