Hibridizacija ugljika u onome što se sastoji, vrste i njihove karakteristike



hibridizacija ugljika uključuje kombinaciju dvije čiste atomske orbitale kako bi se stvorila nova "hibridna" molekularna orbita sa svojim vlastitim karakteristikama. Pojam atomske orbite daje bolje objašnjenje od prethodnog koncepta orbite, kako bi se ustanovila aproksimacija gdje postoji veća vjerojatnost pronalaženja elektrona unutar atoma..

Drugim riječima, atomska orbitalna reprezentacija je kvantne mehanike kako bi se dala ideja o položaju elektrona ili para elektrona u određenom području unutar atoma, gdje je svaka orbita definirana prema vrijednostima njezinih brojeva kvantni.

Kvantni brojevi opisuju stanje sustava (poput onog elektrona unutar atoma) u određenom trenutku, pomoću energije koja pripada elektronu (n), kutnom momentu koji opisuje u svom kretanju (l), magnetskom trenutku (m) i vrtnja elektrona dok se kreće unutar atoma (a).

Ovi parametri su jedinstveni za svaki elektron u orbiti, tako da dva elektrona ne mogu imati točno iste vrijednosti od četiri kvantna broja i svaka orbitalna može biti zauzeta od najviše dva elektrona..

indeks

  • 1 Što je hibridizacija ugljika??
  • 2 Glavni tipovi
    • 2.1 Sp3 Hibridizacija
    • 2.2 Hibridizacija sp2
  • 3 Reference

Što je hibridizacija ugljika?

Da bi se opisala hibridizacija ugljika, mora se uzeti u obzir da karakteristike svake orbite (njezin oblik, energija, veličina, itd.) Ovise o elektronskoj konfiguraciji svakog atoma..

To jest, karakteristike svake orbite ovise o rasporedu elektrona u svakom "sloju" ili razini: od najbližeg do jezgre do vanjskog, također poznatog kao valentni sloj.

Elektroni najudaljenije razine jedini su dostupni za stvaranje veze. Stoga, kada se kemijska veza formira između dva atoma, nastaje preklapanje ili preklapanje dvije orbitale (jedna od svakog atoma) i to je usko povezano s geometrijom molekula..

Kao što je gore navedeno, svaka se orbitala može napuniti s najviše dva elektrona, ali se mora slijediti Aufbau princip, kojim se orbite pune prema njihovoj energetskoj razini (od najniže do najviše), kao prikazuje u nastavku:

Na taj se način prvo prvo popuni razina 1a, zatim 2a, slijedi 2p i tako dalje, ovisno o tome koliko elektrona ima atom ili ion.

Dakle, hibridizacija je fenomen koji odgovara molekulama, budući da svaki atom može osigurati samo čiste atomske orbitale (a, p, d, F) i, zbog kombinacije dvije ili više atomskih orbitala, stvara se isti broj hibridnih orbitala koje omogućuju veze između elemenata.

Glavni tipovi

Atomske orbitale imaju različite oblike i prostorne orijentacije, što povećava složenost, kao što je prikazano u nastavku:

Primijećeno je da postoji samo jedna vrsta orbite a (sferni oblik), tri vrste orbite p (lobularni oblik, gdje je svaki režanj orijentiran na prostornu os), pet vrsta orbite d i sedam vrsta orbite F, gdje svaka vrsta orbite ima istu energiju kao i njezina vrsta.

Ugljikov atom u svom osnovnom stanju ima šest elektrona, čija je konfiguracija 1a22a22p2. To jest, oni bi trebali zauzeti razinu 1a (dva elektrona), 2a (dva elektrona) i djelomično 2p (preostala dva elektrona) prema Aufbau principu.

To znači da ugljikov atom ima samo dva nesparena elektrona u orbitali 2p, ali nije moguće objasniti nastanak ili geometriju molekule metana (CH4) ili druge složenije.

Dakle, da bi se formirale te veze, potrebna je hibridizacija orbitala a i p (za slučaj ugljika), generirati nove hibridne orbitale koje objašnjavaju čak i dvostruke i trostruke veze, gdje elektroni dobivaju najstabilniju konfiguraciju za stvaranje molekula.

Hibridizacija sp3

Hibridizacija sp3 sastoji se od formiranja četiri hibridne orbitale iz 2s, 2p orbitalax, 2pi i 2pz čist.

Dakle, imamo preraspodjelu elektrona u razini 2, gdje su dostupna četiri elektrona za formiranje četiriju veza i poredani su paralelno da imaju nižu energiju (veću stabilnost)..

Primjer je molekula etilena (C2H4), čije veze tvore 120 ° kutove između atoma i pružaju ravnu trigonalnu geometriju.

U ovom slučaju, generiraju se jednostavne C-H i C-C veze (zbog orbitala) sp2) i dvostruku C-C vezu (zbog orbite p), da bi se formirala najstabilnija molekula.

Hibridizacija sp2

Kroz sp hibridizaciju2 tri "hibridne" orbitale generiraju se iz čistih 2s orbitalnih i tri čiste 2p orbitale. Osim toga, dobiva se čista p orbital koja sudjeluje u formiranju dvostruke veze (naziva se pi: "π").

Primjer je molekula etilena (C2H4), čije veze tvore kutove od 120 ° između atoma i pružaju ravnu trigonalnu geometriju. U ovom slučaju generiraju se jednostavne veze C-H i C-C (zbog sp orbitala).2) i dvostruku C-C vezu (zbog p orbitalne), da bi se formirala najstabilnija molekula.

Sp hibridizacijom su uspostavljene dvije "hibridne" orbitale iz čiste 2s orbitalne i tri čiste 2p orbitale. Na taj način nastaju dva čista p orbitala koja sudjeluju u formiranju trostruke veze.

Za ovaj tip hibridizacije, kao primjer je prikazana molekula acetilena (C)2H2), čije veze tvore 180 ° kutove između atoma i pružaju linearnu geometriju.

Za tu strukturu postoje jednostavne veze C-H i C-C (zbog sp orbitala) i trostruka veza C-C (tj. Dvije pi veze zbog p orbitala), da bi se dobila konfiguracija s najmanje elektroničkim odbijanjem..

reference

  1. Orbitalna hibridizacija. Preuzeto s en.wikipedia.org
  2. Fox, M.A., i Whitesell, J.K. (2004). Organska kemija. Preuzeto s books.google.co.ve
  3. Carey, F.A., i Sundberg, R.J. (2000). Napredna organska kemija: Dio A: Struktura i mehanizmi. Preuzeto s books.google.co.ve
  4. Anslyn, E.V. i Dougherty, D.A. (2006). Suvremena fizička organska kemija. Preuzeto s books.google.co.ve
  5. Mathur, R. B.; Singh, B.P. i Pande, S. (2016). Ugljični nanomaterijali: sinteza, struktura, svojstva i primjena. Preuzeto s books.google.co.ve