Konsep, Jenis dan Ciri Hibridisasi Karbon

The Hibridisasi Karbon Ia membayangkan gabungan dua orbital atom tulen untuk membentuk orbital molekul "hibrid" baru dengan ciri -ciri sendiri. Pengertian orbital atom memberikan penjelasan yang lebih baik daripada konsep orbit sebelumnya, untuk mewujudkan penghampiran di mana terdapat kemungkinan untuk mencari elektron dalam atom.

Dalam erti kata lain, orbital atom adalah perwakilan mekanik kuantum untuk memberi gambaran tentang kedudukan elektron atau sepasang elektron di kawasan tertentu di dalam atom, di mana setiap orbital ditakrifkan mengikut nilai -nilainya nombor kuantum.

Nombor kuantum menggambarkan status sistem (seperti elektron di dalam atom) pada masa tertentu, melalui tenaga yang dimiliki oleh elektron (n), momentum sudut yang menggambarkan dalam pergerakannya (L), momen magnet yang berkaitan (m) dan giliran elektron semasa bergerak di dalam atom.

Parameter ini unik untuk setiap elektron dalam orbital, jadi dua elektron tidak boleh mempunyai nilai yang sama dari empat nombor kuantum dan setiap orbital boleh diduduki oleh dua elektron di kebanyakan elektron.

[TOC]

Apakah hibridisasi karbon?

Untuk menggambarkan hibridisasi karbon, perlu diambil kira bahawa ciri -ciri setiap orbital (bentuk, tenaga, saiz, dll.) bergantung pada konfigurasi elektronik yang setiap atom mempunyai.

Iaitu, ciri -ciri setiap orbital bergantung kepada pelupusan elektron dalam setiap "lapisan" atau tahap: dari yang paling dekat dengan nukleus ke luar, juga dikenali sebagai lapisan Valencia.

Elektron tahap paling luaran adalah satu -satunya yang tersedia untuk membentuk pautan. Oleh itu, apabila ikatan kimia terbentuk di antara dua atom, pertindihan atau pertindihan dua orbital (satu daripada setiap atom) dihasilkan dan ini berkait rapat dengan geometri molekul.

Seperti yang dinyatakan di atas, setiap orbital boleh diisi dengan maksimum dua elektron tetapi prinsip Aufbau mesti sampel di bawah:

Dengan cara ini, tahap pertama 1 dipenuhis, Kemudian 2s, diikuti oleh 2p Dan sebagainya, bergantung pada berapa banyak elektron atom atau ion.

Oleh itu, hibridisasi adalah fenomena yang sepadan dengan molekul, kerana setiap atom hanya dapat menyumbang orbital atom tulen (s, p, d, F) dan, disebabkan gabungan dua atau lebih orbital atom, jumlah orbital hibrid yang sama yang membolehkan hubungan antara unsur terbentuk.

Jenis hibridisasi

Orbital atom mempunyai bentuk dan orientasi spatial yang berbeza, meningkat dalam kerumitan, seperti yang ditunjukkan di bawah:

Diperhatikan bahawa hanya ada satu jenis orbital s (bentuk sfera), tiga jenis orbital p (bentuk lobular, di mana setiap lobus berorientasikan pada paksi ruang), lima jenis orbital d dan tujuh jenis orbital F, di mana setiap jenis orbital mempunyai tenaga yang sama seperti kelasnya.

Atom karbon dalam keadaan asasnya mempunyai enam elektron, yang konfigurasinya adalah 1s²2s²2p^2. Iaitu, mereka harus menduduki tahap 1s (Dua elektron), 2s (dua elektron) dan sebahagiannya 2p (baki dua elektron) mengikut prinsip Aufbau.

Ini bermaksud bahawa atom karbon hanya mempunyai dua elektron yang hilang di orbital 2p, Tetapi tidak mungkin untuk menerangkan pembentukan atau geometri molekul metana (CH₄) atau yang lain lebih kompleks.

Jadi untuk membentuk pautan ini, hibridisasi orbital diperlukan s dan p (Dalam hal karbon), untuk menghasilkan orbital hibrid baru yang bahkan menjelaskan ikatan berganda dan tiga, di mana elektron memperoleh konfigurasi yang paling stabil untuk pembentukan molekul.

Sp³

Hibridisasi sp³ Ia terdiri daripada pembentukan empat orbital "hibrid" dari orbital 2s, 2p_x, 2 p_dan dan 2p_z Murni.

Oleh itu, terdapat rezim elektron pada tahap 2, di mana terdapat empat elektron yang tersedia untuk pembentukan empat bon dan diperintahkan selari untuk mempunyai tenaga yang kurang (kestabilan yang lebih besar).

Contohnya ialah molekul etilena (c₂H₄), yang pautannya membentuk sudut 120 ° antara atom dan memberikan geometri trigonal rata.

Dalam kes ini, pautan C-H dan C-C yang mudah dijana (disebabkan oleh orbital sp²) dan ikatan dua C-C (disebabkan oleh orbital p), Untuk membentuk molekul yang paling stabil.

Sp²

Melalui hibridisasi SP² Tiga orbital "hibrid" dihasilkan dari orbital 2s tulen. Di samping itu, orbital P tulen yang mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan berganda (dipanggil PI: "π") diperoleh.

Contohnya ialah molekul etilena (c₂H₄), yang pautannya membentuk sudut 120 ° antara atom dan memberikan geometri trigonal rata. Dalam kes ini, pautan C-H dan C-C yang mudah dijana (disebabkan oleh orbital SP²) dan ikatan dua C-C (disebabkan oleh P), untuk membentuk molekul yang paling stabil.

Sp

Melalui hibridisasi SP Dua orbital "hibrid" ditubuhkan dari orbital 2S murni. Dengan cara ini mereka membentuk dua orbital tulen yang mengambil bahagian dalam pembentukan pautan triple.

Untuk jenis hibridisasi ini, molekul asetilena (c₂H₂), yang menghubungkannya bentuk 180 ° antara atom dan memberikan geometri linear.

Untuk struktur ini terdapat pautan C-H dan C-C yang mudah (disebabkan oleh orbitals SP) dan pautan triple C-C (iaitu, dua bon PI disebabkan oleh orbital p), untuk mendapatkan konfigurasi dengan penolakan elektronik yang kurang.

Rujukan

1. Hibridisasi orbital. Diambil dari.Wikipedia.org
2. Fox, m. Ke., Dan Whitsell, J. K. (2004). Kimia organik. Pulih dari buku.Google.co.Pergi
3. Carey, f. Ke., dan Sundberg, r. J. (2000). Kimia Organik Lanjutan: Bahagian A: Struktur dan Mekanisme. Pulih dari buku.Google.co.Pergi
4. Anslyn, e. V., Dan Dougherty, D. Ke. (2006). Kimia organik fizikal moden. Pulih dari buku.Google.co.Pergi
5. Mathur, r. B.; Singh, b. P., Dan panda, s. (2016). Nanomaterials Karbon: sintesis, struktur, sifat dan aplikasi. Pulih dari buku.Google.co.Pergi