Süsiniku hübridiseerimine selle koosseisus, tüüpides ja omadustes



The süsiniku hübridisatsioon hõlmab kahe puhta aatomi orbitaali kombinatsiooni, et moodustada uus "hübriid" molekulaarne orbitaal oma omadustega. Aatomite orbiidi mõiste annab parema selgituse kui eelmine orbiidikontseptsioon, et tuvastada, kus on suurem tõenäosus leida elektroni aatomi sees.

Teisisõnu, aatomi orbitaal on kvantmehaanika kujutamine, et anda aimu elektroni või elektronide paari positsioonist aatomi kindlas piirkonnas, kus iga orbiid on defineeritud vastavalt selle numbrite väärtustele kvant.

Kvantarvud kirjeldavad süsteemi seisundit (nagu elektroni sees aatomis) teatud ajahetkel, elektroni (n) energial, nurgakujul, mida ta kirjeldab oma liikumises (l), magnetmoment, mis on seotud (m) ja elektroni pöörlemine aatomi (te) s liigutamisel.

Need parameetrid on orbiidil iga elektroni jaoks unikaalsed, nii et kahel elektronil ei ole täpselt sama väärtust neljast kvantinumbrist ja iga orbiidil võib olla kõige rohkem kaks elektroni..

Indeks

  • 1 Mis on süsiniku hübridisatsioon??
  • 2 Peamised tüübid
    • 2.1 Sp3 hübridisatsioon
    • 2.2 Hübridisatsioon sp2
  • 3 Viited

Mis on süsiniku hübridiseerumine?

Süsiniku hübridisatsiooni kirjeldamiseks tuleb arvestada, et iga orbiidi omadused (kuju, energia, suurus jne) sõltuvad iga aatomi elektroonilisest konfiguratsioonist..

See tähendab, et iga orbiidi karakteristikud sõltuvad elektronide paigutusest igas "kihis" või tasemes: tuumast lähimast äärepoolsemast, tuntud ka kui valentsikiht.

Äärepoolseima taseme elektronid on ainsad kättesaadavad sideme moodustamiseks. Seega, kui kahe aatomi vahel tekib keemiline side, tekib kahe orbiidi (üks iga aatomi) kattumine või kattumine ja see on tihedalt seotud molekulide geomeetriaga.

Nagu ülalpool öeldud, võib iga orbiidi täita maksimaalselt kahe elektroniga, kuid Aufbau põhimõtet tuleb järgida, mille kohaselt täidetakse orbitaalid vastavalt nende energia tasemele (kõige madalamast kõige kõrgemale), nagu näitab allpool:

Nii täidetakse esimene tase esimesenas, siis 2s, millele järgneb 2lk ja nii edasi, sõltuvalt sellest, kui palju elektroni aatomil või ioonil on.

Niisiis on hübridisatsioon molekulidele vastav nähtus, kuna iga aatom võib pakkuda ainult puhtaid aatomi orbitaale (s, lk, d, f) ja kahe või enama aatomi orbitaali kombinatsiooni tõttu moodustatakse sama arv hübriidseid orbitaale, mis võimaldavad elementide vahelisi seoseid..

Peamised tüübid

Aatomite orbitaalidel on erinevad kujud ja ruumilised orientatsioonid, mis kasvavad keerukuses, nagu allpool näidatud:

On täheldatud, et orbiidil on ainult üks tüüp s (sfääriline kuju), kolm tüüpi orbitaal lk (lobulaarne kuju, kus iga nõel on orienteeritud ruumilisele teljele), viis tüüpi orbiidi d ja seitse tüüpi orbitaale f, kus igal orbitaali tüübil on täpselt sama energia kui selle liik.

Süsiniku aatomil on 6 elektroni, mille konfiguratsioon on 1s22s22lk2. See tähendab, et nad peaksid hõivama 1. tasemes (kaks elektroni), 2s (kaks elektroni) ja osaliselt 2p (ülejäänud kaks elektroni) vastavalt Aufbau põhimõttele.

See tähendab, et süsinikuaatomil on orbitaalis 2 ainult kaks paralleelset elektronilk, kuid metaani molekuli (CH4) või muu keerulisem.

Niisiis on nende sidemete loomiseks vaja orbitaalide hübridiseerimist s ja lk (süsiniku puhul) genereerida uusi hübriidseid orbitaale, mis selgitavad isegi topelt- ja kolmiksidemeid, kus elektronid omandavad molekulide moodustamiseks kõige stabiilsema konfiguratsiooni.

Hübridisatsioon sp3

Hübridisatsioon sp3 koosneb neljast "hübriid" orbitaali moodustumisest 2s, 2p orbitaalidestx, 2pja ja 2pz sigarid.

Seega on meil elektronide ümberkorraldamine 2. tasemel, kus nelja võlakirja moodustamiseks on olemas neli elektroni ja nad on paralleelselt tellitud väiksema energiaga (suurem stabiilsus).

Näiteks on etüleenmolekul (C2H4), mille lingid moodustavad aatomite vahel 120 ° nurga ja tagavad tasase trigonaalse geomeetria.

Sel juhul luuakse lihtsaid C-H ja C-C võlakirju (orbitaalide tõttu) sp2) ja topelt C-C sideme (orbitaali tõttu) lk), et moodustada kõige stabiilsem molekul.

Hübridisatsioon sp2

Läbi sp-hübridisatsiooni2 puhta 2s orbitaali ja kolme puhta 2p orbitaali moodustavad kolm "hübriid" orbiidi. Lisaks saadakse puhas p orbitaal, mis osaleb topeltsideme moodustamises (nimetatakse pi: "π")..

Näiteks on etüleenmolekul (C2H4), mille sidemed moodustavad aatomite vahel 120 ° nurga ja tagavad tasase trigonaalse geomeetria. Sel juhul tekivad lihtsad C-H ja C-C võlakirjad (sp orbitaalide tõttu).2) ja topelt C-C sideme (p orbitaali tõttu), et moodustada kõige stabiilsem molekul.

SP-hübridisatsiooni abil luuakse puhta 2s orbitaali ja kolme puhta 2p orbitaali hulgast kaks "hübriid" orbiidi. Sel viisil moodustatakse kaks puhta p orbitaali, mis osalevad kolmiksideme moodustamises.

Sellist tüüpi hübridisatsiooni jaoks on atsetüleenimolekul (C) esitatud näitena2H2), mille sidemed moodustavad aatomite vahel 180 ° nurga ja annavad lineaarse geomeetria.

Selle struktuuri jaoks on lihtsaid C-H- ja C-C-sidemeid (sp orbitaalide tõttu) ja kolmekordset C-C sidet (st kaks pi-sidet p-orbitaalide tõttu), et saada konfiguratsioon, millel on kõige vähem elektroonilisi tõukeid..

Viited

  1. Orbitaalne hübridisatsioon. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org
  2. Fox, M. A. ja Whitesell, J. K. (2004). Orgaaniline keemia. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  3. Carey, F. A. ja Sundberg, R. J. (2000). Täiustatud orgaaniline keemia: A osa: struktuur ja mehhanismid. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  4. Anslyn, E. V. ja Dougherty, D. A. (2006). Kaasaegne füüsikaline orgaaniline keemia. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  5. Mathur, R. B .; Singh, B. P. ja Pande, S. (2016). Süsiniku nanomaterjalid: süntees, struktuur, omadused ja rakendused. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve