Kolhybridiseringskoncept, typer och deras egenskaper

De kolhybridisering Det innebär kombinationen av två rena atomorbitaler för att bilda en ny "hybrid" molekylär orbital med egna egenskaper. Uppfattningen om atomorbital ger en bättre förklaring än det tidigare begreppet bana, att skapa en tillnärmning av var det finns mer benägna att hitta en elektron i en atom.

Med andra ord, en atomisk orbital är representationen av kvantmekanik för att ge en uppfattning om positionen som en elektron eller elektronpar i ett givet område inom atomen, där varje omlopp definieras enligt värdena på dess siffror kvantum.

Kvantantal beskriver statusen för ett system (såsom elektronen inuti atomen) vid en viss tidpunkt, genom energi som tillhör elektronen (n), vinkelmomentet som beskrivs i dess rörelse (l), det relaterade magnetiska momentet (m) och elektronen svänger medan du rör sig inuti atomen (er).

Dessa parametrar är unika för varje elektron i en orbital, så två elektroner kan inte ha exakt samma värden på de fyra kvantnumren och varje omlopp kan ockuperas av två elektroner på de flesta elektroner.

[TOC]

Vad är kolhybridisering?

För att beskriva kolhybridisering bör det beaktas att egenskaperna hos varje omlopp (dess form, energi, storlek etc.) beror på den elektroniska konfigurationen som varje atom har.

Det vill säga egenskaperna hos varje omlopp beror på dispositionen av elektronerna i varje "skikt" eller nivå: från närmast kärnan till det yttersta, även kända som Valencia -skiktet.

De mest externa nivåelektronerna är de enda som är tillgängliga för att bilda en länk. Därför, när en kemisk bindning bildas mellan två atomer, genereras överlappningen eller överlappningen av två orbitaler (en av varje atom) och detta är nära relaterat till molekylernas geometri.

Som nämnts ovan kan varje bana fyllas med högst två elektroner men Aufbau -principen måste prova nedan:

På detta sätt fylls första nivå 1s, Då 2s, följt av 2p Och så vidare, beroende på hur många elektroner som atomen eller jonen har.

Således är hybridisering ett fenomen som motsvarar molekylerna, eftersom varje atom endast kan bidra med rena atomorbitaler (s, p, d, F) och på grund av kombinationen av två eller flera atomiska orbitaler bildas samma mängd hybrid orbitaler som tillåter kopplingen mellan element bildade.

Hybridiseringstyper

Atomiska orbitaler har olika former och rumsliga orienteringar, vilket ökar i komplexitet, som visas nedan:

Det observeras att det bara finns en typ av orbital s (sfärisk form), tre typer av orbital p (Lobulär form, där varje lob är orienterad på en rymdaxel), fem typer av orbital d och sju typer av orbital F, där varje typ av orbital har exakt samma energi som de i dess klass.

Kolatomen i dess grundläggande tillstånd har sex elektroner, vars konfiguration är 1s²2s²2p^2. Det vill säga de bör ockupera nivå 1s (två elektroner), de 2s (två elektroner) och delvis 2p (de återstående två elektronerna) enligt Aufbau -principen.

Detta innebär att kolatomen bara har två saknade elektroner i orbital 2p, Men det är inte möjligt att förklara bildning eller geometri för metanmolekylen (CH₄) eller annat mer komplex.

Så för att bilda dessa länkar behövs hybridiseringen av orbitalerna s och p (När det gäller kol), för att generera nya hybrid orbitaler som till och med förklarar dubbla och trippelbindningar, där elektroner förvärvar den mest stabila konfigurationen för bildandet av molekyler.

Sp³

Hybridiseringen sp³ Den består av bildandet av fyra "hybrid" orbitaler från orbitalerna 2s, 2p_x, 2 p_och och 2p_z Ren.

Således finns det ombyggnaden av elektroner på nivå 2, där det finns fyra elektroner tillgängliga för bildning av fyra bindningar och beställs parallellt för att ha mindre energi (större stabilitet).

Ett exempel är etenmolekylen (c₂H₄), vars länkar bildar 120 ° vinklar mellan atomerna och ger en platt trigonal geometri.

I detta fall genereras enkla C-H- och C-C-länkar (på grund av orbitalerna sp²) och en dubbel C-C-bindning (på grund av omloppet p), För att bilda den mest stabila molekylen.

Sp²

Genom SP -hybridisering² Tre "hybrid" orbitaler genereras från ren 2s orbital. Dessutom erhålls en ren p -orbital som deltar i bildandet av en dubbelbindning (kallad Pi: "π").

Ett exempel är etenmolekylen (c₂H₄), vars länkar bildar 120 ° vinklar mellan atomerna och ger en platt trigonal geometri. I detta fall genereras enkla C-H- och C-C-länkar (på grund av SP-orbitaler²) och en dubbel C-C-bindning (på grund av orbital p), för att bilda den mest stabila molekylen.

Sp

Genom SP -hybridisering etableras två "hybrid" orbitaler från ren 2s orbital orbital. På detta sätt bildar de två rena orbitaler som deltar i bildandet av en trippellänk.

För denna typ av hybridisering, acetylenmolekylen (c₂H₂), vars länkar bildar 180 ° vinklar mellan atomerna och ger en linjär geometri.

För denna struktur finns enkla C-H- och C-C-länkar (på grund av orbitalerna SP) och en trippel C-C-länk (det vill säga två PI-bindningar på grund av orbitalerna P), för att erhålla konfigurationen med mindre elektronisk avstötning.

Referenser

1. Omloppshybridisering. Hämtas från.Wikipedia.org
2. Räv, m. TILL., Och Whitsell, J. K. (2004). Organisk kemi. Återhämtat sig från böcker.Google.co.gå
3. Carey, f. TILL., och Sundberg, R. J. (2000). Avancerad organisk kemi: Del A: Struktur och mekanismer. Återhämtat sig från böcker.Google.co.gå
4. Anslyn, E. V., Och Dougherty, D. TILL. (2006). Modern fysisk organisk kemi. Återhämtat sig från böcker.Google.co.gå
5. Mathur, r. B.; Singh, b. P., Och panda, s. (2016). Kolananomaterial: Syntes, struktur, egenskaper och applikationer. Återhämtat sig från böcker.Google.co.gå