Гібридизація вуглецю в тому, що вона складається, типів і їх характеристик

The вуглецевої гібридизації передбачає поєднання двох чистих атомних орбіталей для формування нової "гібридної" молекулярної орбіталі зі своїми характеристиками. Поняття атомної орбіти дає краще пояснення, ніж попередня концепція орбіти, щоб встановити апроксимацію того, де існує більша ймовірність знаходження електрона всередині атома.

Іншими словами, атомна орбіталя є представленням квантової механіки, щоб дати уявлення про положення електрона або пари електронів в певній області всередині атома, де кожна орбіталь визначається відповідно до значень її чисел квант.

Квантові числа описують стан системи (наприклад, електрона всередині атома) в певний момент, за допомогою енергії, що належить до електрона (n), кутового моменту, який він описує у своєму русі (l), магнітного моменту, пов'язаного з ним. (m) і спін електрона при переміщенні всередині атома (ів).

Ці параметри є унікальними для кожного електрона в орбіталі, тому два електрони не можуть мати однакових значень чотирьох квантових чисел, і кожна орбіталь може бути зайнята двома електронами..

Індекс

• 1 Що таке гібридизація вуглецю??
• 2 Основні типи
  • 2.1 Гібридизація Sp3
  • 2.2 Гібридизація sp2
• 3 Посилання

Що таке гібридизація вуглецю?

Для опису гібридизації вуглецю необхідно враховувати, що характеристики кожної орбіти (її форма, енергія, розмір тощо) залежать від електронної конфігурації кожного атома..

Тобто характеристики кожної орбіти залежать від розташування електронів в кожному "шарі" або рівні: від найближчого до ядра до зовнішнього, також відомого як валентний шар.

Електрони з самого зовнішнього рівня є єдиними доступними для утворення зв'язку. Тому, коли хімічний зв'язок утворюється між двома атомами, генерується перекриття або перекриття двох орбіталей (по одному з кожного атома), що тісно пов'язане з геометрією молекул.

Як було зазначено вище, кожна орбіталя може бути заповнена максимум двома електронами, але слід дотримуватися принципу Aufbau, за яким орбіталі заповнюються відповідно до їх енергетичного рівня (від найнижчого до найвищого), показує нижче:

Таким чином, перший рівень заповнюється першимs, потім 2s, слідують 2стор і так далі, в залежності від кількості електронів, які має атом або іон.

Таким чином, гібридизація є явищем, що відповідає молекулам, оскільки кожен атом може забезпечувати тільки чисті атомні орбіталі (s, стор, d, f) і, внаслідок комбінації двох або більше атомних орбіталей, формується однакова кількість гібридних орбіталей, що дозволяють зв'язувати між елементами..

Основні типи

Атомні орбіталі мають різну форму і просторову орієнтацію, збільшуючись по складності, як показано нижче:

Відмічено, що існує тільки один тип орбітальних s (сферична форма), три види орбіталі стор (дольчаста форма, де кожна пелюстка орієнтована на просторову вісь), п'ять типів орбітальних d і сім типів орбітальних f, де кожен тип орбіталі має точно таку ж енергію, як і її вид.

Атом вуглецю в його основному стані має шість електронів, конфігурація яких дорівнює 1s²2s²2стор^2. Тобто вони повинні займати рівень 1s (два електрони), 2s (два електрони) і частково 2p (інші два електрони) відповідно до принципу Aufbau.

Це означає, що атом вуглецю в орбіталі 2 має тільки два непарних електронистор, але неможливо пояснити формування або геометрію молекули метану (СН₄) або інший більш складний.

Тому для формування цих зв'язків необхідна гібридизація орбіталей s і стор (для випадку вуглецю) генерувати нові гібридні орбіталі, які пояснюють навіть подвійні і потрійні зв'язки, де електрони набувають найбільш стабільну конфігурацію для утворення молекул.

Hybridization sp³

Hybridization sp³ складається з утворення чотирьох "гібридних" орбіталей з 2s, 2p орбіталей_x, 2p_і і 2p_z сигари.

Таким чином, ми маємо перегрупування електронів на рівні 2, де є чотири електрони, доступні для утворення чотирьох зв'язків, і вони упорядковані паралельно, щоб мати меншу енергію (більшу стабільність)..

Прикладом є молекула етилену (С₂H₄), чиї ланки утворюють кути 120 ° між атомами і забезпечують плоску тригональну геометрію.

У цьому випадку генеруються прості зв'язки С-Н і С-С (за рахунок орбіталей) sp²) і подвійний зв'язок С-С (за рахунок орбіти стор), для утворення найбільш стійкої молекули.

Hybridization sp²

Через sp-гібридизацію² три "гібридні" орбіталі генеруються з чистої 2s орбіталі і трьох чистих 2p орбіталей. Крім того, отримано чисту p-орбіталь, яка бере участь у формуванні подвійного зв'язку (так звана pi: "π").

Прикладом є молекула етилену (С₂H₄), зв'язки яких утворюють кути 120 ° між атомами і забезпечують плоску тригональну геометрію. У цьому випадку генеруються прості зв'язки С-Н і С-С (завдяки sp орбіталям).²) і подвійний зв'язок С-С (за рахунок орбіти р), щоб сформувати найбільш стійку молекулу.

За гібридизацією sp встановлені дві "гібридні" орбіталі з чистої орбітальної 2s і трьох чистих 2p орбіталей. Таким чином формуються дві чисті p-орбіталі, які беруть участь у формуванні потрійної зв'язку.

Для цього типу гібридизації в якості прикладу представлена ​​молекула ацетилену (С)₂H₂), чиї ланки утворюють кути 180 ° між атомами і забезпечують лінійну геометрію.

Для цієї структури існують прості зв'язки C-H і C-C (за рахунок sp-орбіталей) і потрійний зв'язок C-C (тобто дві pi зв'язки за рахунок p-орбіталей), щоб отримати конфігурацію з найменшим електронним відштовхуванням..

Список літератури

1. Орбітальна гібридизація. Отримано з en.wikipedia.org
2. Fox, M.A., і Whitesell, J.K. (2004). Органічна хімія. Отримано з books.google.co.ve
3. Carey, F. A., і Sundberg, R.J. (2000). Розширена органічна хімія: Частина А: Структура та механізми. Отримано з books.google.co.ve
4. Anslyn, Е. V., і Dougherty, D. A. (2006). Сучасна фізична органічна хімія. Отримано з books.google.co.ve
5. Матур, Р. Б.; Сінгх, Б.П., Панде, С. (2016). Вуглецеві наноматеріали: синтез, структура, властивості та застосування. Отримано з books.google.co.ve