Σύμφωνα με το μοντέλο των τροχιακών που δημιουργήθηκε από τον Linus Pauling το 1960, ο ομοιοπολικός δεσμός που σχηματίζει το Τα μόρια προκύπτουν από τη σύντηξη ή την διείσδυση των ελλιπών τροχιακών των στοιχείων που εμπλέκονται στο Σύνδεσμος. Έτσι, συνάγεται το συμπέρασμα ότι εάν το στοιχείο έχει μια ελλιπή τροχιακή (με μόνο ένα ηλεκτρόνιο), μπορεί να δημιουργήσει μόνο έναν ομοιοπολικό δεσμό. Εάν έχει δύο ημιτελή τροχιακά, μπορεί να κάνει το πολύ δύο συνδέσεις και ούτω καθεξής.
Ωστόσο, κοιτάξτε τα ατομικά τροχιακά του στοιχείου άνθρακα, το οποίο έχει τον ατομικό αριθμό ίσο με 6 (Z = 6):
Σημειώστε ότι έχει δύο ελλιπή τροχιακά, επομένως θα πρέπει να εκτελεί μόνο δύο συνδέσεις το πολύ. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει σε αυτόν. Όπως γνωρίζουν πολλοί, ο άνθρακας δημιουργεί τέσσερις δεσμούς (είναι τετρασθενής), οπότε αυτό το μοντέλο τροχιακών δεν εξηγεί την περίπτωση του άνθρακα.
Για να τερματίσει αυτό το αδιέξοδο, δημιουργήθηκε μια νέα θεωρία που εξήγησε καλύτερα αυτό το ζήτημα: το Θεωρία υβριδισμού.
Αυτό σημαίνει ότι ο υβριδισμός είναι ένας «συνδυασμός» καθαρών τροχιακών.
Για τον άνθρακα υπάρχουν τρεις τύποι υβριδοποίησης, οι οποίοι είναι: sp3, sp2 και sp.
Για να καταλάβουμε πώς συμβαίνει ο υβριδισμός, ας δούμε τον πρώτο τύπο υβριδισμού άνθρακα, τον τύπο sp.3:
Αυτός ο τύπος υβριδισμού συμβαίνει στο μόριο του μεθανίου (CH4). Σημειώστε ότι υπάρχουν τέσσερις πανομοιότυποι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ του άνθρακα, που είναι το κεντρικό στοιχείο, και τέσσερα υδρογόνα. Λοιπόν, δείτε τι είναι το ελλιπές τροχιακό υδρογόνο:
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Δεδομένου ότι κάθε υδρογόνο έχει ένα ελλιπές τροχιακό τύπου s, είναι απαραίτητο να λαμβάνεται ένα ακόμη ηλεκτρόνιο, δηλαδή, κάθε ένα κάνει μόνο έναν ομοιοπολικό δεσμό με τον άνθρακα. Γι 'αυτό ο άνθρακας πρέπει να έχει τέσσερα ελλιπή τροχιακά. Πώς συμβαίνει αυτό; Μέσω υβριδισμού
Όταν ένα ηλεκτρόνιο από την τροχιακή 2s απορροφά ενέργεια, περνάει στον κενό τροχιακό 2p. Έτσι, λέμε ότι αυτό το άλμα του ηλεκτρονίου από το δευτερόλεπτο στο 2p είναι μια «προώθηση» του ηλεκτρονίου. Με αυτόν τον τρόπο, ο άνθρακας παραμένει στη διεγερμένη ή ενεργοποιημένη του κατάσταση, με τέσσερα υβριδοποιημένα τροχιακά διαθέσιμα για την εκτέλεση των ομοιοπολικών δεσμών:
Σημειώστε ότι τα υβριδικά τροχιακά σχηματισμένα είναι ισοδύναμα μεταξύ τους, αλλά διαφορετικά από τα αρχικά καθαρά τροχιακά.
Με αυτόν τον τρόπο, ο δεσμός μεταξύ του s τροχιακού καθενός από τα τέσσερα άτομα υδρογόνου εμφανίζεται με αυτά τα τέσσερα υβριδοποιημένα τροχιακά άνθρακα:
Όπως φαίνεται παραπάνω, το μόριο μεθανίου έχει μια κανονική δομή τετραέδρου, με τα τέσσερα σύννεφα ηλεκτρονίων σε κάθε κορυφή και γειτονικές γωνίες 109 ° 28 '. Δεδομένου ότι ο δεσμός δημιουργήθηκε μεταξύ ενός s τροχιακού κάθε υδρογόνου και ενός υβριδισμένου τροχιακού sp3 για κάθε σύνδεση, τότε έχουμε ότι είναι τέσσερις σύνδεσμοι sigma s-sp3 (σs-sp3).
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Υβριδοποίηση τύπου Sp3"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-tipo-sp3.htm. Πρόσβαση στις 28 Ιουνίου 2021.
