Hibridizacija ogljika v tem, kar sestavljajo, vrste in njihove značilnosti



The hibridizacije ogljika vključuje kombinacijo dveh čistih atomskih orbital, da tvorita novo "hibridno" molekularno orbitalo z lastnimi lastnostmi. Pojem atomske orbite daje boljšo razlago kot prejšnji koncept orbite, da bi vzpostavili približek, kjer je večja verjetnost, da bomo našli atom znotraj atoma..

Drugače rečeno, atomska orbitalna reprezentacija kvantne mehanike daje idejo o položaju elektrona ali para elektronov na določenem območju v atomu, kjer je vsaka orbita definirana glede na vrednosti njenih števil. kvant.

Kvantna števila opisujejo stanje sistema (kot je elektron znotraj atoma) v določenem trenutku, s pomočjo energije, ki pripada elektronu (n), kotni moment, ki ga opisuje v svojem gibanju (l), magnetni moment, povezan z njim (m) in vrtenje elektrona med gibanjem v atomih.

Ti parametri so edinstveni za vsak elektron v orbiti, tako da dva elektrona ne moreta imeti popolnoma enakih vrednosti štirih kvantnih števil in vsaka orbita lahko zasede največ dva elektrona..

Indeks

  • 1 Kaj je hibridizacija ogljika??
  • 2 Glavni tipi
    • 2.1 Sp3 Hibridizacija
    • 2.2 Hibridizacija sp2
  • 3 Reference

Kaj je hibridizacija ogljika?

Za opis hibridizacije ogljika je treba upoštevati, da so značilnosti vsake orbite (oblika, energija, velikost itd.) Odvisne od elektronske konfiguracije vsakega atoma..

To pomeni, da so značilnosti vsake orbite odvisne od razporeditve elektronov v vsakem "sloju" ali ravni: od najbližjega jedru do najbolj oddaljenega, znanega tudi kot valenčna plast..

Elektroni najbolj oddaljene ravni so edini, ki so na voljo, da tvorijo vez. Torej, kadar se med dvema atomoma tvori kemična vez, nastane prekrivanje ali prekrivanje dveh orbital (enega vsakega atoma), kar je tesno povezano z geometrijo molekul..

Kot je navedeno zgoraj, se lahko vsaka orbita napolni z največ dvema elektronima, vendar je treba upoštevati Aufbau načelo, s katerim se orbitale polnijo glede na njihovo energetsko raven (od najnižje do najvišje), kot prikazuje spodaj:

Tako se najprej izpolni raven 1s, potem 2s, sledi 2str in tako naprej, odvisno od tega, koliko elektronov ima atom ali ion.

Hibridizacija je torej fenomen, ki ustreza molekulam, saj lahko vsak atom zagotovi samo čiste atomske orbitale (s, str, d, f) in zaradi kombinacije dveh ali več atomskih orbital, se oblikuje enako število hibridnih orbital, ki omogočajo povezave med elementi..

Glavni tipi

Atomske orbitale imajo različne oblike in prostorske usmeritve, ki se povečujejo v kompleksnosti, kot je prikazano spodaj:

Opaženo je, da obstaja samo ena vrsta orbite s (sferična oblika), tri vrste orbital str (lobularna oblika, kjer je vsak lobe usmerjen na prostorsko os), pet vrst orbital d in sedem vrst orbitalnih f, kjer ima vsaka vrsta orbite enako energijo kot njena vrsta.

Ogljikov atom v osnovnem stanju ima šest elektronov, katerih konfiguracija je 1s22s22str2. To pomeni, da morajo zasedati raven 1s (dva elektrona), 2s (dva elektrona) in deloma 2p (preostala dva elektrona) po Aufbau.

To pomeni, da ima atom ogljika samo dva neparna elektrona v orbitalu 2str, vendar ni mogoče razložiti nastanka ali geometrije molekule metana (CH4) ali druge bolj zapletene.

Torej za oblikovanje teh vezi potrebujete hibridizacijo orbitalov s in str (za ogljik) ustvariti nove hibridne orbitale, ki pojasnjujejo celo dvojne in trojne vezi, kjer elektroni pridobijo najbolj stabilno konfiguracijo za tvorbo molekul.

Hybridization sp3

Hybridization sp3 Sestavljajo ga štiri hibridne orbitale iz 2s, 2p orbitalex, 2pin in 2pz cigare.

Tako imamo prerazporeditev elektronov v nivoju 2, kjer so na voljo štirje elektroni za tvorbo štirih vezi in so urejeni vzporedno, da imajo nižjo energijo (večjo stabilnost)..

Primer je etilenska molekula (C2H4), katerih povezave tvorijo 120 ° kotov med atomi in zagotavljajo ravno trigonsko geometrijo.

V tem primeru nastanejo enostavne C-H in C-C vezi (zaradi orbital) sp2) in dvojno C-C vez (zaradi orbite str), da se tvori najbolj stabilna molekula.

Hybridization sp2

Skozi sp hibridizacijo2 tri "hibridne" orbitale nastanejo iz čiste 2s orbitalne in treh čistih 2p orbital. Poleg tega dobimo čisto p orbitalo, ki sodeluje pri nastajanju dvojne vezi (imenovane pi: "π")..

Primer je etilenska molekula (C2H4), katerih vezi tvorijo 120 ° kotov med atomi in zagotavljajo ravno trigonsko geometrijo. V tem primeru nastanejo enostavne C-H in C-C vezi (zaradi sp orbitalov).2) in dvojno C-C vez (zaradi p orbital), da tvorita najstabilnejšo molekulo.

S hibridizacijo sp sta vzpostavljeni dve "hibridni" orbitali iz čiste 2s orbitalne in treh čistih 2p orbital. Na ta način nastanejo dve čisti p orbitali, ki sodelujeta pri nastanku trojne vezi.

Za ta tip hibridizacije je kot primer predstavljena acetilenska molekula (C)2H2), katerih povezave tvorijo 180 ° kotov med atomi in zagotavljajo linearno geometrijo.

Za to strukturo obstajajo preproste C-H in C-C vezi (zaradi sp orbitalov) in trojna C-C vez (to je dve pi vezi zaradi p orbital), da dobimo konfiguracijo z najmanj elektronskim repulsionom..

Reference

  1. Orbitalna hibridizacija. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org
  2. Fox, M.A., in Whitesell, J.K. (2004). Organska kemija. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
  3. Carey, F.A., in Sundberg, R.J. (2000). Napredna organska kemija: Del A: Struktura in mehanizmi. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
  4. Anslyn, E.V. in Dougherty, D.A. (2006). Sodobna fizikalna organska kemija. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
  5. Mathur, R. B.; Singh, B.P. in Pande, S. (2016). Ogljikovi nanomateriali: sinteza, struktura, lastnosti in aplikacije. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve