Що таке теорія орбітальної гібридизації? + Приклад

Що таке теорія орбітальної гібридизації? + Приклад
Anonim

Орбітальна гібридизація - це концепція змішування атомних орбіталей для формування нових гібридні орбіталі. Ці нові орбіталі мають різні енергії, форми і т.д., ніж вихідні атомні орбіталі. Нові орбіталі можуть потім перекриватися для формування хімічних зв'язків.

Прикладом є гібридизація атома вуглецю в метані, CH. Ми знаємо, що всі чотири зв'язки C-H в метані є еквівалентними. Вони вказують на кути регулярного тетраедра з кутами зв'язку 109,5 °.

Таким чином, вуглець повинен мати чотири орбіталі з правильною симетрією для зв'язку з чотирма атомами водню.

Конфігурація основного стану атома вуглецю # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Ми бачимо цю конфігурацію на лівій стороні діаграми вище.

Атом вуглецю може використовувати свої дві окремо зайняті р-орбіталі для формування двох ковалентних зв'язків з двома атомами водню, що дає · CH ·. Це не метан.

Атом вуглецю може також збуджувати електрон від орбіти 2s до порожньої орбіти 2p, як у пунктирній лінії вище. Це дає чотири поодинокі орбіталі.

C-H зв'язки, утворені перекриттям з трьома 2p орбіталями, матимуть кути зв'язку 90 °. C-H зв'язок, утворена перекриттям з орбітальною 2s, буде під іншим кутом. Це не структура метану.

Якщо орбіталі 2s і 2p математично змішані ("гібридизовані"), ми отримуємо чотири нових еквівалентних sp³-орбіталі. Математика передбачає, що кути зв'язків становлять 109,5 ° - саме те, що ми бачимо в метані.

Енергія, що виділяється при утворенні чотирьох зв'язків, компенсує необхідну енергію збудження. Таким чином, формування чотирьох зв'язків С-Н енергетично сприяє.

Сподіваюся, що це допомагає.