Hybrydyzacja w chemii

Orbitalny model chemii

• Model orbitalny jest najnowocześniejszym modelem atomowym w fizyce i chemia (Stan na 07/2013).
• Orbitale opisują zakres prawdopodobieństwa elektronów wokół jądra atomowego.
• Istnieją różne typy orbitali: najprostsze są orbitale s i p.
• Orbitale s są sferyczne, co oznacza, że ​​są sferyczne. p orbitale mają kształt hantli.
• Z każdym okresem, który masz w Układ okresowy Gdy pierwiastki spadają, wokół jądra dodawana jest powłoka elektronowa, która składa się z jednego s, trzech p i prawdopodobnie innych, bardziej skomplikowanych orbitali.


Model atomowy - po prostu wyjaśniony

Aby zrozumieć chemię różnych pierwiastków, trzeba wiedzieć, jak atomy ...

• Trzy orbitale p na powłokę różnią się orientacją w przestrzeni - jeden mówi o p_x-, P_tak- i p_z-Orbitalny. Ale wszyscy mają to samo energia, są nazywane zdegenerowanymi.
instagram viewer
• Każdy orbital może być zajęty maksymalnie dwoma elektronami, które muszą różnić się spinem.

Hybrydyzacja na przykładzie metanu

• Klasycznym przykładem w chemii wyjaśniającym hybrydyzację jest cząsteczka metanu CH₄.
• Atom węgla ma cztery orbitale walencyjne - orbital 2s i trzy orbitale 2p. Jego konfiguracja elektronowa to 1s²2s²2p².
• W metanie cztery atomy wodoru są związane z atomem węgla. Wszystkie H-C-H-kąt mają 109,5 ° (idealny kąt czworościenny), a wszystkie cztery odległości C-H mają długość 108,7 pm. Ale jak to możliwe, że cztery atomy wodoru są związane identycznie, chociaż atom węgla zapewnia dwa rodzaje orbitali?
• Rozwiązaniem jest hybrydyzacja orbitali. Sferyczny orbital 2s i trzy orbitale 2p w kształcie hantli mieszają się i powstają cztery identyczne orbitale sp³. Orbitale sp³ również mają kształt hantli, ale jedna strona hantli jest znacznie większa od drugiej. Ponadto wszystkie nowo utworzone orbitale sp³ mają tę samą energię, która leży między energią orbitali s i orbitali p (orbitale hybrydowe są zdegenerowane).
• Każdy orbital sp³ atomu węgla jest teraz dostępny dla wiązania C-H, podobnie jak wszystkie wiązania są utworzone przez te same orbitale, wszystkie mają tę samą długość i tworzą ten sam kąt a.
• Orbitale s i p mogą również wchodzić w inne hybrydyzacje: jeden orbital s i dwa p tworzą trzy orbitale sp², a jeden orbital s i jeden p tworzą dwa orbitale sp. Wszystkie orbitale hybrydowe z s i p mają kształt hantli, zmienia się tylko różnica wielkości między dwiema połówkami.