Hybridisering af kulstof i det, det består af, typer og deres egenskaber

den carbon hybridisering involverer kombinationen af ​​to rene atomorbitaler til dannelse af en ny "hybrid" molekylær orbit med sine egne egenskaber. Begrebet atomomløbet giver en bedre forklaring end det foregående kredsløbsbegrebet for at fastslå en tilnærmelse af hvor der er større sandsynlighed for at finde en elektron inde i et atom.

Med andre ord, en atomorbital er repræsentationen af ​​kvantemekanikkens at give en idé om placeringen af ​​en elektron eller elektronpar i et bestemt område inden atomet, hvor hver orbital fastlægges i henhold til værdierne af deres numre kvante.

Kvantetallene beskrive tilstanden af ​​et system (såsom elektron i atomet) i en given tid ved den energi, der tilhører elektron (n), impulsmomentet beskrevet i sin bevægelse (L), det magnetiske moment forbundet (m) og elektronens spin, mens de bevæger sig inde i atom (er).

Disse parametre er unikke for hver elektron i en orbital, så ikke to elektroner kan have nøjagtig de samme værdier for de fire kvantetal og hver orbital kan besættes af to elektroner højst.

indeks

• 1 Hvad er carbonhybridisering??
• 2 hovedtyper
  • 2.1 Sp3 hybridisering
  • 2.2 Hybridisering sp2
• 3 referencer

Hvad er hybridisering af kulstof?

For at beskrive hybridisering af kulstof skal det tages i betragtning, at hver orbitals egenskaber (dens form, energi, størrelse osv.) Er afhængige af den elektroniske konfiguration af hvert atom..

Dvs. karakteristika for hver orbital afhænger af arrangementet af elektroner i hvert "lag" eller niveau, fra tættest på den yderste kerne, også kendt som valensskal.

Elektronerne på det yderste niveau er de eneste der er til rådighed for at danne en obligation. Derfor, når en kemisk binding mellem to atomer dannes overlapning eller overlejring af to orbital (en af ​​hvert atom) genereres, og dette er tæt relateret til geometrien af ​​molekylerne.

Som nævnt tidligere, kan hver orbital fyldes med højst to elektroner men princippet Aufbau følges, hvorved orbitaler fyldes efter deres energiniveau (fra laveste til højeste), som viser nedenfor:

På denne måde bliver niveau 1 fyldt førsts, så den 2s, efterfulgt af 2p og så videre afhængigt af hvor mange elektroner atom eller ion har.

Således er hybridisering et fænomen svarende til molekyler, da hvert atom kun kan tilvejebringe rene atomorbitaler (s, p, d, F) og på grund af kombinationen af ​​to eller flere atomorbitaler dannes det samme antal hybridorbitaler, der tillader forbindelserne mellem elementer.

Hovedtyper

Atomiske orbitaler har forskellige former og rumlige orienteringer, hvilket øger kompleksiteten, som vist nedenfor:

Det bemærkes, at der kun er en type orbital s (sfærisk form), tre typer af kredsløb p (lobular form, hvor hver lobe er orienteret på en rumlig akse), fem typer af orbital d og syv typer af kredsløb F, hvor hver type af kredsløb har nøjagtig samme energi som sin slags.

Carbonatomet i dets jordtilstand har seks elektroner, hvis konfiguration er 1s²2s²2p^2. Det vil sige, de skal besætte niveau 1s (to elektroner), 2s (to elektroner) og delvist 2p (de resterende to elektroner) i henhold til Aufbau-princippet.

Dette betyder, at carbonatomet kun har to uparvede elektroner i orbitalet 2p, men det er ikke muligt at forklare dannelsen eller geometrien af ​​methanmolekylet (CH₄) eller andet mere komplekst.

Så for at danne disse obligationer skal du hybridisere orbitalerne s og p (I tilfælde af carbon) at generere nye hybridorbitaler selv forklare de dobbelte og tredobbelte bindinger, hvor elektronerne opnår den mest stabile konfiguration for dannelsen af ​​molekyler.

Hybridisering sp³

Hybridisering sp³ består af dannelsen af ​​fire "hybrid" orbitaler fra 2s, 2p orbitalerne_x, 2p_og og 2p_z ren.

Således har vi omlejringen af ​​elektronerne på niveau 2, hvor der er fire elektroner til rådighed for dannelsen af ​​fire bindinger, og de bestilles parallelt med lavere energi (større stabilitet).

Et eksempel er ethylenmolekylet (C₂H₄), hvis forbindelser danner 120 ° vinkler mellem atomerne og tilvejebringer en flad trigonal geometri.

I dette tilfælde genereres simple C-H- og C-C-bindinger (på grund af orbitaler) sp²) og en dobbelt C-C-binding (på grund af kredsløbet p), for at danne det mest stabile molekyle.

Hybridisering sp²

Gennem sp hybridisering² tre "hybrid" -orbitaler genereres fra de rene 2'er-orbitale og tre rene 2p-orbitaler. Derudover opnås en ren p orbital, der deltager i dannelsen af ​​en dobbeltbinding (kaldet pi: "π").

Et eksempel er ethylenmolekylet (C₂H₄), hvis bindinger danner 120 ° vinkler mellem atomerne og tilvejebringer en flad trigonal geometri. I dette tilfælde genereres simple C-H- og C-C-bindinger (på grund af sp orbitaler).²) og en dobbelt C-C-binding (på grund af p-kredsløbet) for at danne det mest stabile molekyle.

Ved sp hybridisering etableres to "hybrid" orbitaler fra de rene 2'er-orbitale og tre rene 2p-orbitaler. På den måde dannes to rene p orbitaler, der deltager i dannelsen af ​​en tredobbelt binding.

Til denne type hybridisering præsenteres acetylenmolekylet (C) som et eksempel₂H₂), hvis forbindelser danner 180 ° vinkler mellem atomerne og tilvejebringer en lineær geometri.

For denne struktur har enkeltbindinger C-H og C-C (grundet sp orbital) og en tredobbelt binding C-C (dvs. to pi bindinger grund orbital p), for at opnå den konfiguration med lavere elektronfrastødning.

referencer

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