Відповідно до моделі орбіталей, створеної Лінусом Полінгом у 1960 р., Ковалентний зв’язок, що утворює молекул відбувається шляхом злиття або взаємопроникнення неповних орбіталей елементів, що беруть участь в Посилання. Таким чином, робиться висновок, що якщо елемент має неповну орбіталь (лише з одним електроном), він може створити лише ковалентний зв’язок. Якщо він має дві неповні орбіталі, він може встановити максимум два зв’язки тощо.
Однак подивіться на атомні орбіталі елемента атома вуглецю, який має атомний номер, рівний 6 (Z = 6):
Зверніть увагу, що він має дві неповні орбіталі, тому він повинен виконувати лише два прив’язки щонайбільше. Однак з ним трапляється не це. Як відомо багатьом, вуглець утворює чотири зв’язки (він чотиривалентний), тому ця модель орбіталей не пояснює випадок вуглецю.
Для припинення цього глухого кута була створена нова теорія, яка краще пояснила цю проблему: Теорія гібридизації.
Це означає, що гібридизація є “сумішшю” чистих орбіталей.
Для вуглецю існують три типи гібридизації, а саме: sp3, sp2 та sp.
Щоб зрозуміти, як відбувається гібридизація, давайте розглянемо перший тип гібридизації вуглецю, тип sp.3:
Цей тип гібридизації відбувається в молекулі метану (СН4). Зверніть увагу, що між вуглецем, який є центральним елементом, та чотирма воднями існує чотири однакові ковалентні зв’язки. Отже, подивіться, що таке неповна орбіталь водню:
Оскільки кожен водень має неповну орбіталь s-типу, необхідно отримати ще один електрон, тобто кожен з них з вуглецем створює лише один ковалентний зв’язок. Ось чому вуглець повинен мати чотири неповні орбіталі. Як це відбувається? Шляхом гібридизації.
Коли електрон з 2s-орбіталі поглинає енергію, він переходить у порожню 2p-орбіталь. Таким чином, ми говоримо, що цей стрибок електрона з 2s на 2p підрівень є "просуванням" електрона. Таким чином, вуглець залишається у своєму збудженому або активованому стані з чотирма гібридизованими орбіталями, доступними для здійснення ковалентних зв’язків:
Зверніть увагу, що сформовані гібридні орбіталі еквівалентні одна одній, але відрізняються від вихідних чистих орбіталей.
Таким чином, зв’язок між s-орбіталлю кожного з чотирьох атомів водню відбувається з цими чотирма гібридизованими вуглецевими орбіталями:
Як видно вище, молекула метану має правильну структуру тетраедра, з чотирма електронними хмарами у кожній вершині та сусідніми кутами 109 ° 28 ’. Оскільки зв’язок був здійснений між орбіталлю кожного водню та гібридизованою орбіталлю sp3 для кожного дзвінка, тоді ми маємо, що вони є чотири сигма s-sp посилання3 (σs-sp3).
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-tipo-sp3.htm
