Kolhybridisering: Vad det består av, typer och deras egenskaper
Hybridiseringen av kol involverar kombinationen av två rena atomorbitaler för att bilda en ny "hybrid" molekylär orbit med sina egna egenskaper. Begreppet atomomgång ger en bättre förklaring än det tidigare omloppskonceptet, för att fastställa en approximation av där det finns större sannolikhet att hitta en elektron i en atom.
På annat sätt är en atomomgång representativ för kvantmekanik för att ge en uppfattning om placeringen av en elektron eller ett par elektroner i ett visst område inom atomen, där varje orbitalt definieras enligt värdena av dess tal quantum.
Kvantum beskriver ett systems tillstånd (som elektronens inne i atomen) vid ett visst tillfälle, med hjälp av den energi som tillhör elektronen (n), den vinkelmoment som den beskriver i sin rörelse (l), det magnetiska momentet relaterat (m) och elektronens rotation medan de rör sig inuti atomen / atomerna.
Dessa parametrar är unika för varje elektron i en orbital, så två elektroner kan inte ha exakt samma värden för de fyra kvanttalen och varje orbit kan maximalt upptas av två elektroner.
Vad är hybridisering av kol?
För att beskriva hybridisering av kol måste man ta hänsyn till att varje orbitals egenskaper (dess form, energi, storlek etc.) beror på den elektroniska konfigurationen av varje atom.
Det vill säga att varje orbitals egenskaper beror på arrangemanget av elektronerna i varje "lager" eller nivå: från närmast kärnan till yttersta, även känd som valensskalet.
Elektronerna på den yttersta nivån är de enda som är tillgängliga för att bilda ett band. När en kemisk bindning bildas mellan två atomer alstras överlappningen eller överlappningen av två orbitaler (en av varje atom) och detta är nära besläktat med molekylernas geometri.
Som ovan nämnts kan varje orbital fyllas med högst två elektroner, men Aufbau-principen måste följas, varigenom orbitalerna fylls i enlighet med deras energinivå (från lägsta till högsta), som visar nedan:
På så sätt fylls nivån 1 s, sedan 2 s, följt av 2 p och så vidare, beroende på hur många elektroner atomen eller jonen har.
Således är hybridisering ett fenomen som motsvarar molekyler, eftersom varje atom kan tillhandahålla endast rena atomorbitaler ( s, p, d, f ) och, på grund av kombinationen av två eller flera atomorbitaler, samma mängd av hybrid orbitaler som tillåter kopplingar mellan element.
Huvudtyper
Atom-orbitaler har olika former och rumsliga orienteringar, vilket ökar i komplexitet, som visas nedan:
Det observeras att det endast finns en typ av orbital s (sfärisk form), tre typer av p orbital (lobular form, där varje lobe är orienterad på en rumslig axel), fem typer av orbital och sju typer av f orbital där varje typ Orbital har exakt samma energi som sin klass.
Kolatomen i dess jordtillstånd har sex elektroner, vars konfiguration är 1 s 22 s 22 p 2. Det innebär att de bör uppta nivå 1 s (två elektroner), 2 s (två elektroner) och delvis 2p (elektronerna). två återstående elektroner) enligt Aufbau-principen.
Det betyder att kolatomen bara har två oparmade elektroner i 2-polen, men det är inte möjligt att förklara formningen eller geometrin hos metanmolekylen (CH4) eller andra mer komplexa.
Så för att bilda dessa länkar behöver du hybridiseringen av s- och p- orbitalerna (i fråga om kol) för att generera nya hybrid-orbitaler som förklarar även de dubbla och tredubbla bindningarna, där elektronerna förvärvar den mest stabila konfigurationen för bildandet av molekylerna.
Hybridisering sp3
Sp3-hybridiseringen består i bildandet av fyra "hybrid" orbitaler från rena 2s, 2p x, 2p och och 2p z orbitaler.
Således har vi omarrangering av elektronerna på nivå 2, där det finns fyra elektroner tillgängliga för bildandet av fyra bindningar och de beställs parallellt med mindre energi (större stabilitet).
Ett exempel är molekylen av etylen (C2H4), vars bindningar bildar vinklar på 120 ° mellan atomerna och ger en plan trigonalgeometri.
I detta fall genereras enkla CH- och CC-bindningar (på grund av sp2- orbitalerna) och en dubbel CC-bindning (på grund av p- orbitalen) för att bilda den mest stabila molekylen.
Hybridisering sp2
Genom sp2-hybridiseringen genereras tre "hybrid" orbitaler från rena 2s-orbitala och tre rena 2p-orbitaler. Dessutom erhålls en ren p-orbital som deltar i bildandet av en dubbelbindning (kallad pi: "π").
Ett exempel är molekylen av etylen (C2H4), vars bindningar bildar vinklar på 120 ° mellan atomerna och ger en plan trigonalgeometri. I detta fall genereras enkla CH- och CC-bindningar (på grund av sp2-orbitalerna) och en dubbel CC-bindning (på grund av p-orbitalen) för att bilda den mest stabila molekylen.
Genom sp hybridisering etableras två "hybrid" orbitaler från rena 2s-orbitalen och tre rena 2p-orbitaler. På detta sätt bildas två rena p-orbital som deltar i bildandet av en trippelbindning.
För denna typ av hybridisering presenteras acetylenmolekylen (C2H2) som ett exempel, vars bindningar bildar 180 ° vinklar mellan atomerna och ger en linjär geometri.
För denna struktur finns det enkla CH- och CC-länkar (på grund av sp orbitalerna) och en trippel CC-länk (det vill säga två pi-länkar på grund av p-orbitalerna) för att erhålla konfigurationen med den minst elektroniska avstängningen.
