Hübridisatsioon keemias

Keemia orbitaalmudel

• Orbitaalmudel on füüsika kõige kaasaegsem aatomimudel keemia (Seisuga 07/2013).
• Orbitaalid kirjeldavad elektronide tõenäosusvahemikku aatomituuma ümber.
• Orbitaale on erinevat tüüpi: lihtsaimad on orbitaalid s ja p.
• s orbitaalid on sfäärilised, mis tähendab, et need on sfäärilised. p orbitaalid on hantlikujulised.
• Iga perioodiga, mis teil on Perioodilisustabel Kui elemendid lähevad alla, lisatakse tuuma ümber elektronkest ja kest koosneb ühest s, kolmest p ja võib -olla teistest keerukamatest orbitaalidest.


Aatomimudel - lihtsalt seletatud

Erinevate elementide keemia mõistmiseks peab teadma, kuidas aatomid ...

• Kolm p -orbitaali kesta kohta erinevad oma orientatsiooni poolest ruumis - igaüks räägib p -st_x-, lk_y- ja lk_z-Orbitaal. Kuid neil kõigil on sama energia, neid nimetatakse degenereerunuks.
instagram viewer
• Iga orbitaali võib hõivata maksimaalselt kaks elektroni, mis peavad spinni poolest erinema.

Hübridisatsioon metaani näitel

• Klassikaline näide keemias hübridisatsiooni selgitamiseks on metaani molekul CH₄.
• Süsinikuaatomil on neli valentsorbitaali - 2s orbitaal ja kolm 2p orbitaali. Selle elektronide konfiguratsioon on 1s²2s²2p².
• Metaanis on süsinikuaatomiga seotud neli vesinikuaatomit. Kõik H-C-H-nurk on 109,5 ° (ideaalne tetraeedriline nurk) ja kõik neli C-H kaugust on 108,7 pm pikad. Kuid kuidas on võimalik, et neli vesinikuaatomit on omavahel võrdselt seotud, kuigi sidemete jaoks pakub süsinikuaatom kahte tüüpi orbitaale?
• Lahenduseks on orbitaalide hübridiseerimine. Sfääriline 2s orbitaal ja kolm hantlikujulist 2p orbitaali segunevad ja tekivad neli identset sp³ orbitaali. sp³ orbitaalid on samuti hantlite kujuga, kuid üks hantli pool on teisest tunduvalt suurem. Lisaks on äsja loodud sp³ orbitaalidel sama energia, mis jääb s orbitaalide ja p orbitaalide energia vahele (hübriidorbitaalid on degenereerunud).
• Süsinikuaatomi iga sp³ orbitaal on nüüd saadaval C-H sideme jaoks, samuti kõik sidemed moodustavad samad orbitaalid, nad on kõik sama pikkusega ja moodustavad sama nurga a.
• s ja p orbitaalid võivad astuda ka teistesse hübridisatsioonidesse: üks s ja kaks p orbitaali moodustavad kolm sp² orbitaali ning üks s ja üks p orbitaal moodustavad kaks sp orbitaali. Kõik hübriidsed orbitaalid punktidest s ja p on hantlikujulised, varieerub ainult kahe poole suuruse erinevus.