הַכלָאָה הוא השם שניתן לאיחוי או איחוד של אורביטלים אטומיים שלמים, תופעה המגדילה את מספר קשרים קוולנטיים שאטום יכול לעשות. כזכור שהמסלול הוא האזור של האטום שבו יש יותר סיכוי למצוא אלקטרון.
לדעת את מספר הקשרים האטום יוצר ומבין את התופעה הַכלָאָה, יש לדעת כמה נקודות יסוד על האטום:
1או נקודה: תת האנרגיה
תת האנרגיה של האטום יכולה להיות s, p, d, f.
2או נקודה: מספר מסלולים לכל תת-מדרגה
לכל תת-משנה אנרגטית יש כמות שונה של אורביטלים, כפי שניתן לראות להלן:
רמת משנה: מסלול אחד;
p רמת משנה: 3 מסלולים;
רמת משנה d: 5 מסלולים.
הייצוג הגנרי של אורביטלים אלה נעשה כדלקמן:
ייצוג האורביטלים של כל רמת משנה
על פי פאולי, במסלול יכול להיות מקסימום 2 אלקטרונים, עם מסתובב (תנועות מסתובבות) ממול.
ייצוג מסלולו עם האלקטרונים שלו
על פי הונד, מסלול של תת-משנה מקבל את האלקטרון השני שלו רק כאשר כל שאר המסלולים של אותו תת-משנה כבר קיבלו את האלקטרון הראשון.
התפלגות אלקטרונים במסלולי משנה תת-רמה
3או נקודה: הפצה אלקטרונית
כדי להבין הכלאה ואת מספר הקשרים שאטום יוצר, חיוני לבצע את התפלגות אלקטרונית בתרשים לינוס פאולינג.
תרשים לינוס פאולינג
כזכור, המספר המרבי של אלקטרונים בכל תת-משנה הוא:
s = 2 אלקטרונים;
p = 6 אלקטרונים;
d = 10 אלקטרונים;
f = 14 אלקטרונים.
לאחר סקירה קצרה זו, אנו יכולים להגדיר כעת מהי הכלאה. לשם כך נשתמש ביסוד הכימי בורון (מספר אטומי = 5) כדוגמה.
כאשר אנו מבצעים הפצת בורונים אלקטרונית, יש לנו:
הפצת בורונים אלקטרונית בתרשים Linus Pauling
ניתן להתבונן בהתפלגות זו כי לבורון יש שני אלקטרונים ברמת המשנה s ואלקטרון אחד ברמת המשנה p של שכבת הערכיות.
אלקטרונים במסלולי שכבת בורון
מכיוון שלבורון יש מסלול אחד לא שלם, לכן עליו ליצור קשר קוולנטי אחד בלבד, מכיוון שמספר הקשרים תמיד קשור ישירות למספר מסלולים לא שלמים.
לפיכך, כאשר אטום הבורון מקבל אנרגיה מהסביבה החיצונית, האלקטרונים שלו, במיוחד אלה שבקליפת הערכיות, מתרגשים. זה גורם לאחד האלקטרונים מהמסלול לעזוב ולכבוש את אחד ממסלולי ה- p הריקים, וכך נוצר 3 מסלולים אטומיים לא שלמים, כפי שניתן לראות בתמונה הבאה:
ייצוג המצב הנרגש של אטום הבורון
לבסוף, יש איחוד של מסלול המלא שלם עם מסלולי ה- p המלאים. האיחוד הזה נקרא הַכלָאָה. מכיוון שיש לנו מיזוג של מסלול s עם שני p, זה נקרא הַכלָאָה sp2.
ייצוג אורביטלים הכלאה באטום הבורון
בנוסף לבורון, כמה יסודות כימיים אחרים עוברים את תופעת הכלאה, כמו גופרית (S), קסנון (Xe), זַרחָן (P), פַּחמָן (Ç), בריליום (לִהיוֹת).
על ידי. דיוגו לופס דיאס
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-hibridizacao.htm
