Hvad er den orbitale hybridiseringsteori? + Eksempel

Hvad er den orbitale hybridiseringsteori? + Eksempel
Anonim

Orbital hybridisering er begrebet at blande atomorbitaler for at danne nye hybrid orbitaler. Disse nye orbitaler har forskellige energier, former osv. End de originale atomorbitaler. De nye orbitaler kan så overlappe til dannelse af kemiske bindinger.

Et eksempel er hybridiseringen af carbonatomet i methan, CH4. Vi ved, at alle fire C-H-bindinger i metan er ækvivalente. De peger mod hjørnerne af en regelmæssig tetrahedron med bindingsvinkler på 109,5 °.

Kulen skal således have fire orbitaler med den korrekte symmetri for at binde til de fire hydrogenatomer.

Grundtilstandskonfigurationen af et carbonatom er # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Vi kan se denne konfiguration på venstre side af diagrammet ovenfor.

Kulstofet kan anvende sine to enkeltbehandlede p orbitaler til dannelse af to kovalente bindinger med to hydrogenatomer, hvilket giver CH2. Dette er ikke metan.

Kulstofet kan også excitere en elektron fra 2s-kredsløbet til det tomme 2p-kredsløb, som i den stiplede linje ovenfor. Dette giver fire enkeltbesatte orbitaler.

C-H bindinger dannet ved overlapning med de tre 2p orbitaler ville have bindingsvinkler på 90 °. C-H-bindingen dannet ved overlapning med 2'er-kredsløbet ville være i en anden vinkel. Dette er ikke metanens struktur.

Hvis 2s og 2p-orbitalerne blandes matematisk ("hybridiseret"), får vi fire nye ækvivalente sp³-orbitaler. Matematikken forudsiger bindingsvinklerne at være 109,5 ° - lige hvad vi ser i metan.

Den energi, der frigives ved dannelsen af fire bindinger, kompenserer for den krævede eksiteringsenergi. Dannelsen af fire C-H-bindinger er således energetisk favoriseret.

Håber dette hjælper.