Oglekļa hibridizācija tā sastāvā, veidi un to īpašības

The oglekļa hibridizācija ietver divu tīru atomu orbītu kombināciju, lai izveidotu jaunu "hibrīda" molekulāro orbitālu ar savām īpašībām. Atomu orbitāla jēdziens dod labāku skaidrojumu nekā iepriekšējais orbītas jēdziens, lai noteiktu tuvinājumu tam, kur ir lielāka varbūtība atrast elektronu atomā.

Citiem vārdiem sakot, atomu orbitāls ir kvantu mehānikas attēlojums, lai dotu priekšstatu par elektrona vai elektronu pāru pozīciju noteiktā atoma daļā, kur katra orbītā ir definēta atbilstoši tās skaitļu vērtībām kvantu.

Kvantu skaitļi raksturo sistēmas stāvokli (piemēram, elektrona atomu iekšienē) noteiktā brīdī, izmantojot elektronam piederošo enerģiju (n), leņķisko momentu, ko tas apraksta kustībā (l), magnētisko momentu, kas saistīts ar (m) un elektrona griešanās, pārvietojoties atoma (-u) iekšpusē.

Šie parametri ir unikāli katram elektronam orbītā, tāpēc diviem elektroniem nevar būt tieši vienādas četru kvantu skaitļu vērtības, un katrs orbitāls var būt ne vairāk kā divi elektroni..

Indekss

• 1 Kas ir oglekļa hibridizācija??
• 2 Galvenie veidi
  • 2.1. Sp3 hibridizācija
  • 2.2 Hibridizācija sp2
• 3 Atsauces

Kāda ir oglekļa hibridizācija?

Lai aprakstītu oglekļa hibridizāciju, jāņem vērā, ka katras orbītas īpašības (tās forma, enerģija, lielums utt.) Ir atkarīgas no katra atoma elektroniskās konfigurācijas..

Tas nozīmē, ka katras orbitālās īpatnības ir atkarīgas no elektronu izvietojuma katrā "slānī" vai līmenī: no tuvākā līdz kodolam līdz attālākajam, kas pazīstams arī kā valences slānis.

Attālākā līmeņa elektroni ir vienīgie, kas pieejami, lai izveidotu saiti. Tāpēc, kad starp diviem atomiem veidojas ķīmiska saite, rodas divu orbītu pārklāšanās vai pārklāšanās (viens no katra atoma), un tas ir cieši saistīts ar molekulu ģeometriju..

Kā minēts iepriekš, katru orbitālu var piepildīt ar ne vairāk kā diviem elektroniem, bet jāievēro Aufbau princips, ar kuru orbītas tiek aizpildītas atbilstoši to enerģijas līmenim (no zemākā līdz augstākajam), kā parādās tālāk:

Tādā veidā vispirms tiek aizpildīts 1. līmeniss, tad 2s, seko 2p un tā tālāk, atkarībā no tā, cik elektronu atomam vai jonam ir.

Tādējādi hibridizācija ir parādība, kas atbilst molekulām, jo ​​katrs atoms var nodrošināt tikai tīras atomu orbītas (s, p, d, f) un divu vai vairāku atomu orbītu kombinācijas dēļ tiek veidots tāds pats hibrīdu orbītu skaits, kas pieļauj saikni starp elementiem..

Galvenie veidi

Atomu orbitālēm ir dažādas formas un telpiskās orientācijas, kas kļūst sarežģītākas, kā parādīts zemāk:

Ir novērots, ka ir tikai viena veida orbitāli s (sfēriska forma), trīs veidu orbitāli p (lobulārā forma, kur katra daiviņa ir orientēta uz telpisko asi), pieci orbitālā tipa veidi d un septiņi orbitāla veidi f, kur katram orbitāla tipam ir tieši tāda pati enerģija kā tās veidam.

Oglekļa atoms tās pamatstāvoklī ir seši elektroni, kuru konfigurācija ir 1s²2s²2p^2. Tas nozīmē, ka viņiem ir jāatrodas 1. līmenīs (divi elektroni), 2s (divi elektroni) un daļēji 2p (pārējie divi elektroni) saskaņā ar Aufbau principu.

Tas nozīmē, ka oglekļa atomu orbitālē 2 ir tikai divi nesavienoti elektronip, bet nav iespējams izskaidrot metāna molekulas veidošanos vai ģeometriju (CH₄) vai citu sarežģītāku.

Tātad, lai izveidotu šīs obligācijas, jums ir nepieciešams orbītu hibridizācija s un p (attiecībā uz oglekli) radīt jaunas hibrīda orbītas, kas izskaidro pat divkāršas un trīskāršas saites, kur elektroni iegūst visstabilāko konfigurāciju molekulu veidošanai..

Hibridizācija sp³

Hibridizācija sp³ sastāv no četru "hibrīda" orbītu veidošanās no 2s, 2p orbitālēm_x, 2p_un un 2p_z cigāri.

Tādējādi mums ir elektronu pārkārtošanās 2. līmenī, kur ir četri elektroni četru obligāciju veidošanai, un tie tiek pasūtīti paralēli ar zemāku enerģiju (lielāku stabilitāti).

Piemērs ir etilēna molekula (C₂H₄), kuru saites veido 120 ° leņķus starp atomiem un nodrošina plakanu trigonālu ģeometriju.

Šajā gadījumā tiek radītas vienkāršas C-H un C-C obligācijas (orbitālu dēļ) sp²) un dubultā C-C saite (orbītas dēļ p), lai veidotu stabilāko molekulu.

Hibridizācija sp²

Caur spibridizāciju² trīs tīras orbītas tiek veidotas no tīrajiem 2s orbitāliem un trim tīrajiem 2p orbitāliem. Turklāt iegūst tīru p orbitālu, kas piedalās dubultās saites veidošanā (ko sauc par pi: "π")..

Piemērs ir etilēna molekula (C₂H₄), kuru obligācijas veido 120 ° leņķus starp atomiem un nodrošina plakanu trigonālu ģeometriju. Šajā gadījumā tiek radītas vienkāršas C-H un C-C obligācijas (sp orbitāļu dēļ).²) un dubultā C-C saite (sakarā ar p orbitālu), veidojot stabilāko molekulu.

Ar spibridizāciju tiek izveidoti divi "hibrīda" orbīti no tīra 2s orbitālā un trīs tīra 2p orbitāla. Tādā veidā izveidojas divas tīras p orbītas, kas piedalās trīskāršās saites veidošanā.

Šāda veida hibridizācijai kā piemērs ir parādīta acetilēna molekula (C)₂H₂), kuru saites veido 180 ° leņķus starp atomiem un nodrošina lineāru ģeometriju.

Šai struktūrai ir vienkāršas C-H un C-C obligācijas (sakarā ar sp orbitālēm) un trīskāršā C-C saite (ti, divas pi saites, kas saistītas ar p orbitālēm), lai iegūtu konfigurāciju ar vismazāko elektronisko atbaidīšanu..

Atsauces

1. Orbitālā hibridizācija. Izgūti no en.wikipedia.org
2. Fox, M. A. un Whitesell, J. K. (2004). Organiskā ķīmija. Izgūti no books.google.co.ve
3. Carey, F. A. un Sundberg, R. J. (2000). Advanced Organic Chemistry: A daļa: struktūra un mehānismi. Izgūti no books.google.co.ve
4. Anslyn, E. V. un Dougherty, D. A. (2006). Modernā fizikālā organiskā ķīmija. Izgūti no books.google.co.ve
5. Mathur, R. B .; Singh, B. P. un Pande, S. (2016). Oglekļa nanomateriāli: sintēze, struktūra, īpašības un lietojumprogrammas. Izgūti no books.google.co.ve