Hybridizace typu Sp3. Hybridizace uhlíku typu sp3

Podle modelu orbitalů vytvořeného Linusem Paulingem v roce 1960 byla kovalentní vazba, která tvoří molekuly nastávají fúzí nebo interpenetrací neúplných orbitalů prvků zapojených do Odkaz. Proto se dospělo k závěru, že pokud má prvek neúplný orbitál (pouze s jedním elektronem), může vytvořit pouze kovalentní vazbu. Pokud má dvě neúplné orbitaly, může provést maximálně dvě spojení atd.

Podívejte se však na atomové orbitaly atomu uhlíku prvku, který má atomové číslo rovné 6 (Z = 6):

Znázornění atomového orbitálu uhlíku v základním stavu

Všimněte si, že má dva neúplné orbitaly, takže by měl provádět maximálně pouze dvě vazby. To se mu však nestalo. Jak mnozí vědí, uhlík vytváří čtyři vazby (je čtyřmocný), takže tento model orbitalů nevysvětluje případ uhlíku.

K ukončení této slepé uličky byla vytvořena nová teorie, která tento problém lépe vysvětlila: Hybridizační teorie.

Koncepční definice hybridizace

To znamená, že hybridizace je „směsicí“ čistých orbitalů.

U uhlíku existují tři typy hybridizace, které jsou: sp3, sp2 a sp.

Abychom pochopili, jak dochází k hybridizaci, podívejme se na první typ hybridizace uhlíku, typ sp.3:

K tomuto typu hybridizace dochází v molekule metanu (CH4). Všimněte si, že existují čtyři identické kovalentní vazby mezi uhlíkem, který je ústředním prvkem, a čtyřmi vodíky. Podívejte se, co je to nekompletní vodíkový orbitál:

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Reprezentace atomové oběžné dráhy vodíku

Protože každý vodík má neúplný orbitál typu s, je nutné přijmout ještě jeden elektron, to znamená, že každý vytvoří pouze jednu kovalentní vazbu s uhlíkem. Proto uhlík musí mít čtyři neúplné orbitaly. Jak se to stalo? Hybridizací.

Když elektron z orbitálu 2s absorbuje energii, prochází do prázdné orbitálu 2p. Říkáme tedy, že tento skok elektronu z 2s do 2p podúrovně je „podporou“ elektronu. Tímto způsobem uhlík zůstává ve svém vzrušeném nebo aktivovaném stavu, přičemž k provedení kovalentních vazeb jsou k dispozici čtyři hybridizované orbitaly:

Zastoupení procesu hybridizace uhlíku

Všimněte si, že vytvořené hybridní orbitaly jsou navzájem rovnocenné, ale liší se od původních čistých orbitalů.

Tímto způsobem se vazba mezi orbitálem každého ze čtyř atomů vodíku vyskytuje u těchto čtyř hybridizovaných uhlíkových orbitalů:

Znázornění hybridizace v molekule methanu

Jak je vidět výše, molekula metanu má pravidelnou čtyřstěnnou strukturu se čtyřmi elektronovými mraky v každém vrcholu a sousedními úhly 109 ° 28 '. Protože vazba byla vytvořena mezi orbitálem každého vodíku a hybridizovaným sp orbitálem3 pro každé spojení máme, že jsou čtyři sigma s-sp odkazy3s-sp3).


Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Hybridizace typu Sp3“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-tipo-sp3.htm. Zpřístupněno 28. června 2021.

Periodická tabulka prvků a diagram energie prvku

Periodická tabulka prvků a diagram energie prvku

Pokud analyzujeme elektronickou distribuci daného atomu v energetickém diagramu (nebo diagramu) P...

read more
Měrné jednotky: co to je a jak převést

Měrné jednotky: co to je a jak převést

Na jednotky měření jedná se o reprezentace fyzických veličin používaných v různých oblastech znal...

read more
Radioaktivita: co to je, typy, příklady, cvičení

Radioaktivita: co to je, typy, příklady, cvičení

Radioaktivita je vlastnost, kterou mají některé atomy rádi uran a rádio, muset vydat spontánně en...

read more