Koncept hibridizacija je definiran kot postopek združevanja dveh atomskih orbital, da se ustvari nova vrsta hibridiziranih orbital. To medsebojno mešanje običajno povzroči nastanek hibridnih orbital s popolnoma različnimi energijami, oblikami itd. Hibridizacijo izvajajo predvsem atomske orbitale iste energijske ravni. Vendar pa lahko v tem procesu sodelujejo tako popolnoma zapolnjene kot napol zapolnjene orbitale, če sta njuni energiji enaki. Koncept hibridizacije je razširitev teorije valenčne vezi, ki nam pomaga razumeti nastanek vezi, energije vezi in dolžine vezi.

vrstico in stolpec

Kaj je hibridizacija?

Ko se dve atomski orbitali združita, da tvorita hibridno orbitalo v molekuli, se energija orbital posameznih atomov prerazporedi, da dobimo orbitale z enakovredno energijo. To je znano kot hibridizacija.

Atomske orbitale primerljivih energij se pomešajo med postopkom hibridizacije, ki večinoma vključuje združitev dveh orbital ali dveh 'p' orbital ali mešanje 's' orbitale s 'p' orbitalo in tudi z 's' orbitala z 'd' orbitalo.

Hibridne orbitale so nove orbitale, ki nastanejo kot rezultat tega procesa. Še pomembneje je, da se lahko hibridne orbitale uporabijo za razlago lastnosti atomske vezi in molekularne geometrije. Ogljik na primer tvori štiri enojne vezi, v katerih se orbitala s valenčne lupine združuje s tremi orbitalami p valenčne lupine. Ta kombinacija ustvari štiri enakovredne sp³mešanice. Ti bodo razporejeni v tetraedričnem vzorcu okoli ogljika, ki je vezan na štiri različne atome.

Koraki za določitev vrste hibridizacije

Da bi razumeli vrsto hibridizacije v atomu ali ionu, je treba upoštevati naslednja pravila.

1. Najprej določite skupno število valenčnih elektronov, ki jih vsebuje atom ali ion.
2. Nato preštejte število osamljenih parov, pritrjenih na ta atom ali ion.
3. Zdaj lahko število potrebnih orbital izračunamo tako, da seštejemo število dupleksov ali oktetov in število osamljenih parov elektronov.
4. Upoštevati je treba, da je geometrija orbital v atomih ali ionih drugačna, če ni osamljenega para elektronov.

Značilnosti hibridizacije

• Hibridizacija se pojavi med atomskimi orbitalami z enakimi energijami.
• Število nastalih hibridnih orbital je enako številu atomskih orbital, ki se mešajo.
• Ni potrebno, da vse napol zapolnjene orbitale sodelujejo pri hibridizaciji. Sodelujejo lahko tudi orbitale, ki so popolnoma zapolnjene, vendar imajo nekoliko spremenljivo energijo.
• Hibridizacija se pojavi samo med tvorbo vezi, ne v posameznem plinastem atomu.
• Če je hibridizacija molekule znana, je mogoče predvideti obliko molekule.
• Večji reženj hibridne orbitale je vedno pozitiven, medtem ko je manjši reženj na nasprotni strani vedno negativen.

Vrste hibridizacije

Hibridizacijo lahko razvrstimo kot sp³, sp², sp., sp³d, sp³d², ali sp³d³na podlagi vrst orbital, ki sodelujejo pri mešanju.

sp Hibridizacija

Pojavi se, ko se ena s in ena p orbitala v glavni lupini atoma združita in tvorita dve novi enakovredni orbitali. Novonastale orbitale so znane kot sp hibridizirane orbitale. Proizvaja linearne molekule pod kotom 180°. Vključuje združevanje svoje orbitale in ene 'p' orbitale enake energije, da se proizvede nova hibridna orbitala, znana kot sp hibridizirana orbitala.

• Znana je tudi kot diagonalna hibridizacija.
• Vsaka sp hibridizirana orbitala vsebuje enako količino znakov s in p.
• Vse berilijeve spojine, kot je BeF₂, No₂in BeCl₂, so primeri.

sp²Hibridizacija

Pojavi se, ko se ena s in dve p orbitali lupine istega atoma združita in tvorita tri enakovredne orbitale. Novo nastale orbitale so znane kot sp²hibridne orbitale. Znana je tudi kot trigonalna hibridizacija. Vključuje združevanje svoje orbitale z dvema 'p' orbitalama enake energije, da se ustvari nova hibridna orbitala, znana kot sp². Mešanica trigonalne simetrije s in p orbital se ohranja pri 120 stopinjah. Vse tri hibridne orbitale ostanejo v isti ravnini in druga z drugo tvorijo kot 120°.

• Vsaka oblikovana hibridna orbitala ima 33,33 % in 66,66 % znak 'p'.
• Molekule s trikotno ravninsko obliko imajo osrednji atom, ki je povezan s tremi drugimi atomi in je sp²hibridizirana. Borove spojine so primeri.

sp³Hibridizacija

Ko se ena 's' orbitala in tri 'p' orbitale iz iste lupine atoma združijo in tvorijo štiri nove enakovredne orbitale, je hibridizacija znana kot tetraedrska hibridizacija ali sp³. Novo nastale orbitale so znane kot sp³hibridne orbitale. Te so koničaste v štirih vogalih pravilnega tetraedra in med seboj tvorijo kot 109°28′.

• sp³hibridne orbitale tvorijo kot 109,28 stopinj.
• Vsaka hibridna orbitala ima 25 % s karakter in 75 % p karakter.
• Dva primera sta etan in metan.

sp³d Hibridizacija

Mešanje 1s orbital, 3p orbital in 1d orbital povzroči 5 sp3d hibridiziranih orbital enake energije. Njihova geometrija je trigonalno bipiramidna. Kombinacija s, p in d orbital povzroči trigonalno bipiramidno simetrijo. Ekvatorialne orbitale so tri hibridne orbitale, ki so druga proti drugi usmerjene pod kotom 120° in ležijo v vodoravni ravnini.

• Preostali dve orbitali, znani kot aksialne orbitale, sta v navpični ravnini na ravnini 90 stopinj ekvatorialnih orbital.
• Hibridizacija v fosforjevem pentakloridu, na primer (PCl₅).

sp³d² Hibridizacija

Ko se 1s, 3p in 2d orbitale združijo v 6 enakih sp³d²hibridne orbitale, se hibridizacija imenuje sp³d²Hibridizacija. Teh sedem orbital kaže na vogale oktaedra. Drug proti drugemu so nagnjeni pod kotom 90 stopinj.

vlc za prenos youtube

sp³d³Hibridizacija

Ima 1s, 3p in 3d orbitale, ki skupaj tvorijo 7 enakih sp³d³hibridne orbitale. Teh sedem orbital kaže na vogale peterokotne bipiramide. npr. ČE₆.

Oblike hibridizacije

Linearno : Hibridizacijo sp povzroči interakcija dvoelektronskih skupin; orbitalni kot je 180°. Trigonalna ravnina: Vključene so tri skupine elektronov, kar povzroči sp²hibridizacija; orbitali sta 120° narazen. Tetraedral: Vključene so štiri skupine elektronov, kar povzroči sp³hibridizacija; orbitalni kot je 109,5°. Trigonalno bipiramidno: vključenih je pet elektronskih skupin, kar povzroči sp³d hibridizacija; orbitalni koti so 90° in 120°. Octahedral: Vključenih je šest elektronskih skupin, kar povzroči sp³d²hibridizacija; orbitali sta 90° narazen.

Pogosta vprašanja o Hibridizacija

Vprašanje 1: Katera hibridna orbitala med sp, sp2 in sp3 je bolj elektronegativna?

odgovor:

Odstotek znaka s v sp, sp², in sp³hibridiziranega ogljika je 50 %, 33,33 % oziroma 25 %. Zaradi sferične oblike orbitale s jo jedro enakomerno privlači iz vseh smeri. Posledično bo hibridna orbitala s-znaka bližje jedru in zato bolj elektronegativna. Posledično je sp hibridizirani ogljik najbolj elektronegativen.

Vprašanje 2: Kaj so hibridne orbitale?

odgovor:

Hibridne orbitale nastanejo z združevanjem standardnih atomskih orbital, kar povzroči nastanek novih atomskih orbital.

Vprašanje 3: Katerih je pet oblik hibridizacije?

odgovor:

pande iterrows

Linearna, trigonalna planarna, tetraedrična, trigonalna bipiramidna in oktaedrična je pet osnovnih oblik hibridizacije.

Vprašanje 4: Zakaj je molekula amida videti kot sp³hibridiziran, vendar je sp²?

odgovor:

Če je atom bodisi obdan z dvema ali več p-orbitalami ali ima osamljen par, ki lahko skoči v p-orbitalo, se bo splošni proces hibridizacije spremenil. Kot rezultat, v primeru molekule amida, osamljeni par vstopi v p orbitalo, kar povzroči tri sosednje vzporedne p orbitale.

Vprašanje 5: Kaj je Bentovo pravilo?

odgovor:

Osrednji atom, povezan s številnimi skupinami v molekuli, se bo hibridiziral, kar bo povzročilo, da bodo orbitale z večjim značajem s usmerjene proti elektropozitivnim skupinam, orbitale z večjim značajem p pa proti elektronegativnim skupinam.