Što je teorija orbitalne hibridizacije? + Primjer

Što je teorija orbitalne hibridizacije? + Primjer
Anonim

Orbitalna hibridizacija je koncept miješanja atomskih orbitala u novi oblik hibridne orbitale, Ove nove orbitale imaju različite energije, oblike, itd., Nego izvorne atomske orbitale. Nove orbitale tada se mogu preklapati i tvoriti kemijske veze.

Primjer je hibridizacija ugljikovog atoma u metanu, CH2. Znamo da su sve četiri veze C-H u metanu ekvivalentne. Oni pokazuju prema uglovima pravilnog tetraedra s kutovima veze od 109,5 °.

Dakle, ugljik mora imati četiri orbitale s ispravnom simetrijom da se veže na četiri atoma vodika.

Konfiguracija osnovnog stanja ugljikovog atoma je # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Tu konfiguraciju možemo vidjeti na lijevoj strani gornjeg dijagrama.

Ugljikov atom može upotrijebiti svoja dva pojedinačno okupirana p orbitala da bi formirao dvije kovalentne veze s dva vodikova atoma, što daje CH2. Ovo nije metan.

Ugljikov atom također može pobuditi elektron iz orbite 2s u praznu 2p orbitalu, kao u isprekidanoj liniji iznad. To daje četiri jedinstveno okupirane orbitale.

C-H veze formirane preklapanjem s tri 2p orbitale imale bi kutove veze od 90 °. C-H veza formirana preklapanjem s 2s orbitalom bila bi pod nekim drugim kutom. To nije struktura metana.

Ako su 2s i 2p orbitale matematički pomiješane ("hibridizirane"), dobivamo četiri nove ekvivalentne sp3 orbitale. Matematika predviđa da kutovi veza budu 109.5 ° - upravo ono što vidimo u metanu.

Energija koja se oslobađa formiranjem četiriju veza prekomjerno kompenzira potrebnu energiju uzbude. Tako je formiranje četiri veze C-H energetski povoljnije.

Nadam se da ovo pomaže.