Для молекулы метаналя (формальдегида, HCHO) атом углерода образует связи с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода.
1. Схема перекрывания атомных орбиталей:
- Атом углерода (C) имеет электронную конфигурацию 1s² 2s² 2p². В процессе гибридизации один из 2s-электронов поднимается на уровень 2p, и образуются три гибридные sp²-орбитали.
- Две sp²-гибридные орбитали атома углерода используются для формирования σ-связей с атомами водорода.
- Третья sp²-орбиталь перекрывается с одной из p-орбиталь атома кислорода, образуя σ-связь с кислородом.
- Оставшаяся p-орбиталь атома углерода образует π-связь с p-орбиталью кислорода.
Таким образом, в молекуле метаналя:
- σ-связи: между углеродом и водородом (2 σ-связи) и между углеродом и кислородом (1 σ-связь).
- π-связь: между углеродом и кислородом (1 π-связь).
2. Тип гибридизации:
Углерод в метанале имеет sp²-гибридизацию.
3. Порядок длины связи углерод-кислород:
Длина связи углерод-кислород зависит от типа связи:
- Метаналь (C=O, двойная связь) будет иметь наименьшую длину связи.
- Метанол (C-O, одиночная связь) будет иметь большую длину связи.
- Фенол (C-O, одиночная связь, но с возможным донорством электрона от фенольной группы, что может немного увеличить длину связи по сравнению с метанолом).
Итак, порядок уменьшения длины связи углерод-кислород:
1. Метаналь (HCHO)
2. Фенол (C6H5OH)
3. Метанол (CH3OH)
Таким образом, окончательный порядок: метаналь < фенол < метанол.