Hybridizace uhlíku v tom, co tvoří, typy a jejich vlastnosti



hybridizace uhlíku zahrnuje kombinaci dvou čistých atomových orbitálů za vzniku nového "hybridního" molekulárního orbitalu s vlastními charakteristikami. Pojem atomový orbitál dává lepší vysvětlení než předchozí pojem orbity, aby se stanovila aproximace, kde je větší pravděpodobnost nalezení elektronu uvnitř atomu..

Jiná cesta, atomový orbitál je reprezentace kvantové mechaniky dát představu o pozici elektronu nebo dvojice elektronů v jisté oblasti uvnitř atomu, kde každý orbitál je definován podle hodnot jeho čísel. kvantum.

Kvantová čísla popisují stav systému (jako elektron elektronu uvnitř atomu) v určitém okamžiku, pomocí energie, která náleží elektronu (n), moment hybnosti, který popisuje v pohybu (l), magnetický moment, který souvisí (m) a spin elektronu při pohybu uvnitř atomu (ů).

Tyto parametry jsou jedinečné pro každý elektron v orbitálu, takže dva elektrony nemohou mít přesně stejné hodnoty čtyř kvantových čísel a každý orbitál může být obsazen maximálně dvěma elektrony..

Index

  • 1 Co je to uhlíková hybridizace??
  • 2 Hlavní typy
    • 2.1 Sp3 hybridizace
    • 2.2 Hybridizační sp2
  • 3 Odkazy

Co je to hybridizace uhlíku?

K popisu hybridizace uhlíku je třeba vzít v úvahu, že charakteristiky každého orbitálu (jeho tvar, energie, velikost atd.) Závisí na elektronické konfiguraci každého atomu..

To znamená, že charakteristiky každého orbitálu závisí na uspořádání elektronů v každé "vrstvě" nebo úrovni: od nejbližšího k jádru až po nejvzdálenější, také známé jako valenční vrstva.

Elektrony vnější úrovně jsou jediné dostupné k formě svazek. Když se tedy mezi dvěma atomy vytvoří chemická vazba, vytvoří se překrytí nebo překrytí dvou orbitálů (jednoho z každého atomu), což úzce souvisí s geometrií molekul..

Jak bylo uvedeno výše, každý orbitál může být naplněn maximálně dvěma elektrony, ale musí být dodržen princip Aufbau, kterým jsou orbity naplňovány podle své energetické úrovně (od nejnižší po nejvyšší), ukazuje níže:

Tímto způsobem je první úroveň naplněna jako prvnís, pak 2s, následuje 2str a tak dále, v závislosti na tom, kolik elektronů atom nebo ion má.

Hybridizace je tedy fenomén odpovídající molekulám, protože každý atom může poskytnout pouze čisté atomové orbitály (s, str, d, f) a díky kombinaci dvou nebo více atomových orbitálů se vytvoří stejný počet hybridních orbitálů, které umožňují spojení mezi prvky..

Hlavní typy

Atomové orbitály mají různé tvary a prostorové orientace, což se zvyšuje složitostí, jak je uvedeno níže:

Je pozorováno, že existuje pouze jeden typ orbitálu s (sférický tvar), tři typy orbitálu str (lobulární tvar, kde každý lalok je orientován na prostorové ose), pět typů orbitálu d a sedm typů orbitálu f, kde každý druh orbitálu má přesně stejnou energii jako jeho druh.

Atom uhlíku v jeho základním stavu má šest elektronů, jehož konfigurace je 1s22s22str2. To znamená, že by měly zabírat úroveň 1s (dva elektrony), 2s (dva elektrony) a částečně 2p (zbývající dva elektrony) podle Aufbauova principu.

To znamená, že atom uhlíku má v orbitálu 2 pouze dva nepárové elektronystr, ale není možné vysvětlit vznik nebo geometrii molekuly metanu (CH4) nebo jiné složitější.

Pro vytvoření těchto dluhopisů potřebujete hybridizaci orbitálů s a str (pro případ uhlíku), vytvářet nové hybridní orbitály, které vysvětlují i ​​dvojné a trojné vazby, kde elektrony získávají nejstabilnější konfiguraci pro tvorbu molekul.

Hybridizace sp3

Hybridizace sp3 sestává z vytvoření čtyř “hybridních” orbitals od 2s, 2p orbitalsx, 2pa a 2pz doutníky.

Máme tedy přeskupení elektronů v úrovni 2, kde jsou k dispozici čtyři elektrony pro tvorbu čtyř vazeb a jsou uspořádány paralelně, aby měly nižší energii (větší stabilitu)..

Příkladem je molekula ethylenu (C2H4), jejichž vazby tvoří 120 ° úhlů mezi atomy a poskytují rovnou trigonální geometrii.

V tomto případě jsou generovány jednoduché vazby C-H a C-C (kvůli orbitálům) sp2) a dvojnou C-C vazbu (vzhledem k orbitálu str), za vzniku nejstabilnější molekuly.

Hybridizace sp2

Prostřednictvím sp hybridizace2 tři "hybridní" orbity jsou generovány z čistého orbitálu 2s a tří čistých orbitálů 2p. Kromě toho se získá čistý p orbitál, který se podílí na tvorbě dvojné vazby (tzv. Pi: "π")..

Příkladem je molekula ethylenu (C2H4), jejichž vazby tvoří 120 ° úhlů mezi atomy a poskytují rovnou trigonální geometrii. V tomto případě jsou generovány jednoduché vazby C-H a C-C (kvůli sp orbitálům).2) a dvojnou C-C vazbu (díky orbitálu p) za vzniku nejstabilnější molekuly.

Sp hybridizací se z čistého 2s orbitalu a tří čistých 2p orbitálů vytvoří dva "hybridní" orbity. Tímto způsobem se vytvoří dva čisté p orbitály, které se podílejí na tvorbě trojné vazby.

Pro tento typ hybridizace je jako příklad uvedena molekula acetylenu (C)2H2), jejichž vazby tvoří 180 ° úhly mezi atomy a poskytují lineární geometrii.

Pro tuto strukturu, tam jsou jednoduché C-H a C-C vazby (kvůli sp orbitals) a trojitá C-C vazba (to je, dva pi svazky kvůli p orbitals), získat konfiguraci s nejméně elektronickým odpuzováním..

Odkazy

  1. Orbitální hybridizace. Zdroj: en.wikipedia.org
  2. Fox, M. A. a Whitesell, J. K. (2004). Organická chemie. Citováno z knih.google.co.ve
  3. Carey, F. A., a Sundberg, R. J. (2000). Pokročilá organická chemie: Část A: Struktura a mechanismy. Citováno z knih.google.co.ve
  4. Anslyn, E. V., a Dougherty, D. A. (2006). Moderní fyzikální organická chemie. Citováno z knih.google.co.ve
  5. Mathur, R.B.; Singh, B. P. a Pande, S. (2016). Uhlíkové nanomateriály: syntéza, struktura, vlastnosti a aplikace. Citováno z knih.google.co.ve