Hybridisering av karbon i hva den består av, typer og deres egenskaper

den karbon hybridisering innebærer kombinasjonen av to rene atomorbitaler for å danne et nytt "hybrid" molekylært orbital med sine egne egenskaper. Begrepet atombølge gir en bedre forklaring enn det tidligere baneforløpet, for å etablere en tilnærming av hvor det er større sannsynlighet for å finne en elektron inne i et atom.

På annen måte er et atomorbital representasjon av kvantemekanikk for å gi en ide om posisjonen til et elektron eller et par elektroner i et bestemt område innenfor atomet, hvor hvert orbitalt er definert i henhold til verdiene av tallene quantum.

Kvantumtal beskriver tilstanden til et system (som for elektronen inne i atomet) ved et bestemt øyeblikk ved hjelp av energien som tilhører elektronen (n), den vinkelmoment som beskrives i bevegelsen (l), det magnetiske øyeblikk relatert (m) og elektronens spinn mens du beveger deg inne i atom (er).

Disse parametrene er unike for hver elektron i en bane, så to elektroner kan ikke ha nøyaktig samme verdier av de fire kvante tallene, og hvert orbital kan maksimalt okkupert av to elektroner.

index

• 1 Hva er karbonhybridisering??
• 2 hovedtyper
  • 2.1 Sp3 hybridisering
  • 2.2 Hybridisering sp2
• 3 referanser

Hva er hybridisering av karbon?

For å beskrive hybridisering av karbon må det tas hensyn til at egenskapene til hvert orbitalt (dets form, energi, størrelse, etc.) er avhengig av den elektroniske konfigurasjonen av hvert atom..

Det vil si at egenskapene til hvert orbitalt avhenger av arrangementet av elektronene i hvert "lag" eller nivå: fra nærmeste kjerne til ytre, også kjent som valenslaget.

Elektronene på ytre nivå er de eneste som er tilgjengelige for å danne et bånd. Når en kjemisk binding dannes mellom to atomer, dannes derfor overlappingen eller overlappingen av to orbitaler (ett av hvert atom), og dette er nært knyttet til molekylernes geometri.

Som nevnt ovenfor kan hvert orbital fylles med maksimalt to elektroner, men Aufbau-prinsippet må følges, hvorved orbitaler fylles i henhold til deres energinivå (fra laveste til høyeste), som viser under:

På denne måten fylles nivå 1 førsts, så den 2s, etterfulgt av 2p og så videre, avhengig av hvor mange elektroner atom eller ion har.

Altså hybridisering er et fenomen som tilsvarer molekyler, siden hvert atom kan gi bare rene atomorbitaler (s, p, d, F), og på grunn av kombinasjonen av to eller flere atomorbitaler, dannes det samme antall hybridorbitaler som tillater koblingene mellom elementene.

Hovedtyper

Atomiske orbitaler har forskjellige former og romlige orienteringer, noe som øker i kompleksitet, som vist nedenfor:

Det er observert at det bare er én type orbital s (sfærisk form), tre typer orbital p (lobular form, hvor hver lobe er orientert på en romlig akse), fem typer orbital d og syv typer orbital F, hvor hver type orbital har nøyaktig samme energi som sin type.

Karbonatomet i jordtilstanden har seks elektroner, hvis konfigurasjon er 1s²2s²2p^2. Det vil si, de burde okkupere nivå 1s (to elektroner), 2s (to elektroner) og delvis 2p (de resterende to elektronene) i henhold til Aufbau-prinsippet.

Dette betyr at karbonatomet bare har to upparerte elektroner i orbitalet 2p, men det er ikke mulig å forklare dannelsen eller geometrien av metanmolekylet (CH₄) eller andre mer komplekse.

Så for å danne disse obligasjonene trenger du hybridiseringen av orbitaler s og p (for tilfelle av karbon), for å generere nye hybridorbitaler som forklarer til og med dobbelt- og trippelbindinger, hvor elektroner får den mest stabile konfigurasjonen for dannelse av molekyler.

Hybridisering sp³

Hybridisering sp³ består av dannelsen av fire "hybrid" orbitaler fra 2s, 2p orbitaler_x, 2p_og og 2p_z ren.

Således har vi omplasseringen av elektronene på nivå 2, hvor det er fire elektroner tilgjengelig for dannelsen av fire bindinger, og de bestilles parallelt med lavere energi (større stabilitet).

Et eksempel er etylenmolekylet (C₂H₄), hvis koblinger danner 120 ° vinkler mellom atomene og gir en flat trigonal geometri.

I dette tilfellet genereres enkle C-H- og C-C-bindinger (på grunn av orbitaler) sp²) og en dobbel C-C-binding (på grunn av orbitalet p), for å danne det mest stabile molekylet.

Hybridisering sp²

Gjennom sp hybridisering² tre "hybrid" orbitaler genereres fra de rene 2s-orbitale og tre rene 2p-orbitaler. I tillegg blir det oppnådd et rent p-orbital som deltar i dannelsen av et dobbeltbinding (kalt pi: "π").

Et eksempel er etylenmolekylet (C₂H₄), hvis bindinger danner 120 ° vinkler mellom atomene og gir en flat trigonal geometri. I dette tilfellet genereres enkle C-H- og C-C-bindinger (på grunn av sp orbitaler).²) og en dobbelt C-C-binding (på grunn av p-orbitalen) for å danne det mest stabile molekylet.

Ved sp hybridisering etableres to "hybrid" orbitaler fra de rene 2s-orbitale og tre rene 2p-orbitaler. På den måten dannes to rene p-orbitaler som deltar i dannelsen av en trippelbinding.

For denne typen hybridisering presenteres acetylenmolekylet (C) som et eksempel₂H₂), hvis koblinger danner 180 ° mellom atomene og gir en lineær geometri.

For denne strukturen er det enkle C-H- og C-C-bindinger (på grunn av sp orbitals) og en tredobbelt C-C-binding (det vil si to pi-obligasjoner på grunn av p-orbitalene) for å oppnå konfigurasjonen med minst elektronisk avstøtning..

referanser

1. Orbital hybridisering. Hentet fra en.wikipedia.org
2. Fox, M. A. og Whitesell, J. K. (2004). Organisk kjemi. Hentet fra books.google.co.ve
3. Carey, F.A. og Sundberg, R.J. (2000). Avansert organisk kjemi: Del A: Struktur og mekanismer. Hentet fra books.google.co.ve
4. Anslyn, E. V. og Dougherty, D. A. (2006). Moderne fysisk organisk kjemi. Hentet fra books.google.co.ve
5. Mathur, R. B .; Singh, B. P. og Pande, S. (2016). Karbon Nanomaterialer: Syntese, Struktur, Egenskaper og Anvendelser. Hentet fra books.google.co.ve