Què és la teoria de la hibridació orbital? + Exemple

Què és la teoria de la hibridació orbital? + Exemple
Anonim

La hibridació orbital és el concepte de barrejar orbitals atòmics per formar nous orbitals híbrids. Aquests nous orbitals tenen diferents energies, formes, etc., que els orbitals atòmics originals. Els nous orbitals poden llavors superposar-se per formar enllaços químics.

Un exemple és la hibridació de l'àtom de carboni en metà, CH. Sabem que els quatre enllaços C-H del metà són equivalents. Apunten cap a les cantonades d'un tetraedre regular amb angles de vinculació de 109,5 °.

Així, el carboni ha de tenir quatre orbitals amb la simetria correcta per unir-se als quatre àtoms d'hidrogen.

La configuració de l’estat fonamental d’un àtom de carboni és # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Podem veure aquesta configuració al costat esquerre del diagrama anterior.

L'àtom de carboni pot utilitzar els seus dos orbitals p ocupats individualment per formar dos enllaços covalents amb dos àtoms d'hidrogen, donant lloc a CH ·. No es tracta de metà.

L'àtom de carboni també pot excitar un electró des dels orbitals 2s fins a l'orbital 2p buit, com a la línia de punts a dalt. Això dóna quatre orbitals ocupats individualment.

Els enllaços C-H formats per la superposició amb els tres orbitals 2p tindrien angles de enllaç de 90 °. El vincle C-H format per la superposició amb el 2s orbital seria en algun altre angle. Aquesta no és l’estructura del metà.

Si els orbitals 2s i 2p es barregen matemàticament ("hibridat"), obtenim quatre nous orbitals sp³ equivalents. La matemàtica prediu que els angles de bons siguin de 109,5 º, just el que veiem en el metà.

L'energia alliberada per la formació de quatre enllaços sobre compensa l'energia d'excitació requerida. Així, la formació de quatre enllaços C-H està afavorida energèticament.

Espero que això ajudi.