Hva er orbital hybridiseringsteori? + Eksempel

Hva er orbital hybridiseringsteori? + Eksempel
Anonim

Orbital hybridisering er begrepet blanding av atomorbitaler for å danne ny hybrid orbitaler. Disse nye orbitaler har forskjellige energier, former, etc., enn de originale atomorbitaler. De nye orbitaler kan da overlappe for å danne kjemiske bindinger.

Et eksempel er hybridiseringen av karbonatomet i metan, CH4. Vi vet at alle fire C-H-bindingene i metan er ekvivalente. De peker mot hjørner av en vanlig tetraeder med bindingsvinkler på 109,5 °.

Kullet må således ha fire orbitaler med riktig symmetri for å binde til de fire hydrogenatomer.

Jordtilstandskonfigurasjonen av et karbonatom er # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Vi kan se denne konfigurasjonen på venstre side av diagrammet ovenfor.

Karbonatomet kan bruke sine to enkeltbehandlede p orbitaler for å danne to kovalente bindinger med to hydrogenatomer, hvilket gir CH2. Dette er ikke metan.

Karbonatomet kan også excitere en elektron fra 2s-bane til det tomme 2p-bane, som i den stiplede linjen ovenfor. Dette gir fire enkeltbesatte orbitaler.

C-H-bindingene dannet ved overlapping med de tre 2p-orbitaler ville ha bindingsvinkler på 90 °. C-H-bindingen dannet ved overlapping med 2s-bane ville være i en annen vinkel. Dette er ikke metanens struktur.

Hvis 2s og 2p-orbitalene er matematisk blandet ("hybridisert"), får vi fire nye ekvivalente sp³-orbitaler. Matematikken forutsier at bindingsvinklene er 109,5 ° - akkurat det vi ser i metan.

Energien som frigjøres ved dannelse av fire bindinger overkompenserer for den nødvendige eksitasjonsenergien. Dermed er dannelsen av fire C-H bindinger energetisk favorisert.

Håper dette hjelper.