Porovnání délek vazeb / velikosti úhlů v kontextu sekundární hybridizace

U každé úlohy uveďte (i) tvar, (ii) hybridizaci centrálního atomu, (iii) argumentaci vedoucí k porovnání úhlů nebo délek vazeb.

Instrukce ke zpracování:
• Porovnávejte buď (A) vazebné úhly, nebo (B) délky vazeb (axiální vs. ekvatoriální, ekvivalence vs. neekvivalence).
• Výsledek vždy zdůvodněte v rámci VB/hybridizace (sekundární hybridizace, neekvivalence hybridních orbitalů apod.).
  1. BF3 vs. NH3
    Porovnejte velikost vazebných úhlů kolem centrálního atomu v BF3 a NH3.
    Nápověda: sp2 (trigonálně planární) vs. sp3 (tetraedrický základ) + nevazebný pár.
  2. NH3 vs. NH4+
    Porovnejte vazebné úhly H–N–H v NH3 a NH4+. Určete, který je (kvalitativně) větší a proč.
    Nápověda: vliv nevazebného páru na geometrii odvozenou od tetraedru.
  3. H2O vs. NH3
    Porovnejte vazebné úhly v H2O a NH3. Zdůvodněte rozdíl hybridizací a počtem nevazebných párů.
    Nápověda: obě částice se popisují modelem sp3, ale liší se počtem volných párů.
  4. HCN vs. BF3
    Porovnejte geometrii a vazebné úhly v HCN a BF3. Určete hybridizaci relevantních atomů a vysvětlete rozdíly.
    Nápověda: lineární (sp) vs. trigonálně planární (sp2).
  5. CS2 vs. CO2
    Obě molekuly jsou lineární. Určete hybridizaci centrálního atomu a porovnejte očekávané vazebné úhly (a případně komentujte řád vazby).
    Nápověda: model sp hybridizace pro lineární částice.
  6. PF5: axiální vs. ekvatoriální vazby
    Porovnejte délky axiálních a ekvatoriálních vazeb P–F v PF5 (kvalitativně: které jsou delší/kratší) a zdůvodněte v rámci modelu sp3d.
    Nápověda: neekvivalence hybridních orbitalů sp3d; rozlišení axiálních a ekvatoriálních směrů.
  7. [PtCl4]2− vs. PF5
    Porovnejte vazebné úhly v [PtCl4]2− (čtvercově planární) a PF5 (trigonálně bipyramidální). Uveďte typ hybridizace a charakteristické úhly.
    Nápověda: sp2d vs. sp3d; jaké úhly jsou pro dané tvary typické.
  8. SiF4 vs. BF3
    Porovnejte vazebné úhly kolem centrálního atomu v SiF4 a BF3. Určete hybridizace a uveďte, který tvar odpovídá kterému schématu.
    Nápověda: tetraedrický (sp3) vs. trigonálně planární (sp2).
  9. NF3 vs. BF3
    Porovnejte vazebné úhly v NF3 a BF3. Určete hybridizaci centrálního atomu a vysvětlete, proč se geometrie liší.
    Nápověda: sp3 s nevazebným párem vs. sp2 bez nevazebného páru.
  10. BeCl2 vs. H2O
    Porovnejte vazebné úhly a geometrii BeCl2 a H2O. Určete hybridizaci centrálního atomu v obou případech a vysvětlete rozdíl.
    Nápověda: lineární (sp) vs. lomená (sp3) struktura.

Zdroj: ICH – Housecroft, kap. 5 „Vazba ve víceatomových molekulách“ (oddíly 5.2–5.3, hybridizace atomových orbitalů a příklady BF₃, NH₃, H₂O, HCN, PF₅). Podrobné odvození geometrie i kvalitativní závěry o vazebných úhlech a ekvivalenci (resp. neekvivalenci) vazeb jsou uvedeny přímo v textu této kapitoly. .