Matematické Fórum

Nejprve si musíš uvědomit, kolik elektronů a kolik orbitalů je v molekule k dispozici. Každý z vazebných partnerů je vázán vazbou σ a případné další vazby jsou typu π. Rozdíl mezi těmito typy vazeb je v teorii VSEPR v tom, že vazby typu π nemohou být hybridizované. Orbitaly, které je vytvářejí, si zachovávají svůj původní tvar osmiček ve směru některé z os. Pokud je na některém atomu víc vazeb π, jsou jejich laloky navzájem kolmé. Pokud pomineme koordinační sloučeniny, mohou být na jednom atomu maximálně dvě vazby π.
A teď k tomu CO2. Atom uhlíku má k dispozici čtyři orbitaly a čtyři elektrony, atomy kyslíku mají 6 elektronů na čtyřech orbitalech. Pro dosažení oktetu potřebuje kyslík buď vytvořit dvě vazby, nebo jednu vazbu, ve které bude akceptorem a vazebný partner donorem. Představíme si, že dojde k excitaci jednoho elektronu orbitalu s na atomu uhlíku, který přejde na volný orbital p a tím bude umožněn vznik dvou dvojných vazeb se dvěma kyslíky. Orbitaly, obsazené vazbami sigma budou hybridizované, orbitaly obsazené vazbami π nikoli. Obě vazby sigma budou svými hlavními laloky pootočeny o 180° a kolmá na rovinu obou vazeb π. Jedna z vazeb π bude orientovaná ve směru osy y, druhá ve směru osy z a obě sigma vazby podél osy x. Půjde tedy o hybridizaci sp, dva orbitaly p nebudou hybridizovány. Ve tvém odkazu  je z pro atom uhlíku 2*σ + 0*b = 2. Atomy kyslíku mají hybridizaci sp2, dva orbitaly jsou obsazeny volnými páry, třetí orbital vazbou σ a čtvrtý orbital vazbou pí.  Hybridizované orbitaly kyslíků tvoří rovnoramenný trojůhelník, laloky vazby pí jsou nad a pod jeho rovinou. Určitě už vidíš, že rovina hybridizovaných orbitalů obou kyslíků je vzájemně pootočená o 90°.
SO2 se od CO2 liší tím, že síra má 6 elektronů, opět na čtyřech orbitalech. S jedním kyslíkem vytvoří klasickou dvojnou vazbu, z druhým kyslíkem vytvoří vazbu σ, ve které bude donorem vazebného páru a na čtvrtém orbitalu jí zůstane volný pár. Půjde tedy o hybridizaci sp2, tvar molekuly bude rovnoramenný trojúhelník, protože volný pár stlačí oba kyslíky poněkud k sobě. Nehybridizovaný orbital pí bude mít laloky nad a pod rovinou trojúhelníka, ve dvou jeho vrcholech budou oba kyslíky, do třetího vrcholu bude směřovat hlavní lalok volného páru. Podle odkazu bude z = 2*σ + 1 volný pár = 3. Jen dodám, že oba kyslíky budou pí-vazbu sdílet (mezomerie) a budou tedy rovnocenné.

Stačí?

↑ jáchym16:
Zkusím to trochu zestručnit. Musíš určit počet hybridizovaných orbitalů. U prvků 2. periody to mohou být maximálně 4 (sp3 - jeden orbital s a 3*p), u prvků 3 a vyšších period  navíc dva orbitaly d, tedy maximálně sp3d2 (SF6). Připomínám, že se to netýká koordinačních sloučeni (komplexů), kromě komplexů, kde je centralním atomem atom prku 2. periody. Hybridizované orbitaly jsou obsazeny vazbou σ nebo volným párem. Hybridizací se tvar orbitalu změní - získá tvar nesymetrické osmičky s velkým hlavním lalokem a druhým malým.  Hlavní laloky se uspořádají tak, aby byly co nejdál od sebe. U hybridizace sp, tedy dva hybridizované orbitaly budou hlavní laloky na opačných stranách - 180°. U tří hybridizovaných orbitalů budou jejich hlavní laloky směřovat do vrcholů rovnostrnného trojúhelníka (120°) a u čtyř orbitalů to bude tetraedr - čtyřstěn se čtyřmi vrcholy a čtyřmi trojúhelníkovými stěnami. Hybridizace sp3d2 vytvoří bipyramidu se čtvercovou základnou.
Příkladem hybridizace sp je CO2 se dvěma vazbami π, příkladem sp2 je třeba SO2 s jedním párem a jednou vazbou π, příkladem sp3 je třeba CH4.
Hybridizace je důsledkem vzájemného odpuzování elektronových párů. Je jasné, že náboj páru, který zprostředkovává vazbu, je zčásti kompenzován druhým atomem. Pokud jde o volný pár, tato kompenzace chybí a volný pár odpuzuje ostatní páry větší silou - stlačí je poněkud k sobě. Tak CH4 s hybridizací sp3 má úhel mezi dvěma vazbami 109,5°. Stejnou hybridizaci sp3 má atom kyslíku ve vodě. Kyslík má ale dva volné páry.  Všechny hlavní laloky opět směřují do vrcholů tetraedru, ale vazby obou vodíků svírají jen 104,5. Hybridizaci sp3 má i amoniak NH3. Tentokrát je tetraedr deformovám do tvaru pyramidy s srojúhelíkovou podstavou s atomy vodíku v jejich vrcholech. Vazby svírají úhel 107°. Volný pár směřuje do vrcholu pyramidy.
Hybridizace sp2 se vyskztuje také v některých případech prvků 3. skupiny (BF3, BCl3). Tři elektrony, které prvek v základním stavu má, víc orbitalů obsadit nemohou . Výsledkem je opět rovnostranný trojúhelník s úhly vazeb 120°.

↑ jáchym16:
Zdravím,

myslím, že pan houbar to vysvětlil dostatečně, ale možná by Ti pomohlo na procvičení pár ukázek k pochopení. V následujícím odkazu (ze stránek VŠCHT) je poměrně velké množství ukázek.
http://147.33.74.135/echo/anorganika/st … index.html

↑ jáchym16:
počet valenčních elektronů se rovná číslu skupiny v periodické soustavě prvků, tyto elektrony se mohou účastnit vazby. Pokud se účastní vazby=vazebné elektrony, pokud se neúčastní vazby=nevazebné elektrony. A nevazebný elektronový pár, jak vypovídá ze slova "pár"=2, tedy jeden nevazebný el.pár= 2 nevazebné elektrony.

U příkladu CO2, O=C=O, centrální atom je uhlík, nachází se ve 4.A skupině, 4 valenční elektrony, všechny se účastní vazby, tedy nemá žádný nevazebný elektron, proto AB2

U H2O, H-O-H, centrální atom je kyslík, je v 6.A skupině, 6 valenčních elektronů, 2 se účastní vazby=2 vazebné elektrony, 4 nevazebné elektrony =2 nevazebné elektronové páry, proto AB2E2

Je to srozumitelné?

A tieto jednoduché priestorové  tvary-motívy sa trvale opakujú ako v neživých tak aj v živých štruktúrach.
Je dobré ich poznať detailne. :-)