Метод Гиллеспи–Найхолма

Этот метод основан на том, что реальная геометрия молекулы определяется не только гибридизацией АО, но и числом двухэлектронных двухцентровых связей (связывающих электронных пар) и наличием неподеленных электронных пар (Е). Тогда при одинаковой гибридизации молекула метана соответствует формуле CH 4, аммиака – NH 3E, воды – H 2OE 2. При этом каждая молекула представляет собой геометрическую фигуру, вписанную в сферу. Молекула будет иметь минимум энергии, если все связывающие электронные пары будут равноудалены друг от друга на поверхности сферы. Неподеленная электронная пара занимает на сфере большую площадь, что приводит к уменьшению валентного угла тем больше, чем больше в молекуле неподеленных электронных пар E. Рассмотрим структуры молекул от трехатомных до семиатомных (рис. 3.18).

Для трехатомной молекулы AX 2 возможно единственное строение – линейное, четырехатомная молекула AX 3 будет плоской в форме равностороннего треугольника, пятиатомная AX 4 – тетраэдрической, шестиатомная AX 5 – иметь форму треугольной бипирамиды, а семиатомная AX 6 – форму октаэдра.

Иное дело – наличие в молекуле неподеленных электронных пар. В этом случае геометрия молекулы существенно меняется. Молекула AX 2E будет уже не линейной, а угловой, AX 3E будет иметь форму треугольной пирамиды, а AX 2E 2 вновь будет угловой, причем угол будет существенно меньше тетраэдрического (например, H 2O). В молекуле AX 4E возможная структура – треугольнопирамидальная. Молекула AX 5E имеет структуру квадратной пирамиды, а молекула AX 4E 2 – квадрата.

Рисунок 3.18.