номер 2, страница 43 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2.*Изобразите перекрывание электронных облаков в молекуле этана. Укажите приблизительные значения валентных углов в этой молекуле.

2.Решение:

В молекуле этана ($C_2H_6$) оба атома углерода находятся в состоянии $sp^3$-гибридизации. Это означает, что одна $s$-орбиталь и три $p$-орбитали каждого атома углерода смешиваются, образуя четыре одинаковые по форме и энергии несимметричные гантелеобразные (каплевидные) $sp^3$-гибридные орбитали, оси которых направлены к вершинам правильного тетраэдра под углом $109^\circ 28'$.

Характер перекрывания электронных облаков

• Связь $C - C$: образуется за счёт осевого перекрывания двух $sp^3$-гибридных электронных облаков (по одному от каждого атома углерода) вдоль линии, соединяющей их ядра. Это одинарная прочная $\sigma$-связь ($sp^3 - sp^3$).
• Связи $C - H$: каждый атом углерода расходует оставшиеся три $sp^3$-гибридных облака на перекрывание со сферическими $1s$-электронными облаками атомов водорода. В молекуле образуется шесть одинарных $\sigma$-связей ($sp^3 - s$).

Схематическое изображение перекрывания:
Каждый атом углерода окружён четырьмя вытянутыми лепестками гибридных орбиталей. Навстречу друг другу направлены два лепестка от разных атомов $C$, образуя область перекрывания по линии связи ($C \frac{\quad}{\quad} C$). К остальным шести лепесткам (по три у каждого углерода) примыкают сферические облака атомов водорода ($H$). Все перекрывания происходят по оси, соединяющей ядра атомов, то есть все 7 связей в молекуле являются $\sigma$-связями.

Валентные углы

Так как электронные пары связей взаимно отталкиваются, оси гибридных облаков ориентированы в пространстве максимально далеко друг от друга — к вершинам тетраэдра. Вследствие этого пространственная конфигурация вокруг каждого атома углерода является тетраэдрической.
Все валентные углы ($\angle H-C-H$ и $\angle H-C-C$) приблизительно равны тетраэдрическому углу: $\approx 109{,}5^\circ$ (или $109^\circ 28'$).

Ответ: в молекуле этана реализуется осевое перекрывание: одна $\sigma$-связь образуется перекрыванием $sp^3 - sp^3$-орбиталей атомов углерода, и шесть $\sigma$-связей — перекрыванием $sp^3$-орбиталей углерода с $1s$-орбиталями водорода. Валентные углы составляют приблизительно $109{,}5^\circ$ ($109^\circ 28'$).