Care este teoria hibridării orbitale? + Exemplu

Hibridizarea orbitală este conceptul de amestecare a orbitalilor atomici pentru a forma noi hibride orbitale. Aceste orbite noi au diferite energii, forme etc. decât orbitele atomice originale. Noile orbite se pot suprapune apoi pentru a forma legături chimice.

Un exemplu este hibridizarea atomului de carbon în metan, CH4. Știm că toate cele patru legături C-H din metan sunt echivalente. Ei îndreaptă spre colțurile unui tetraedru obișnuit cu unghiuri de legătură de 109,5 °.

Astfel, carbonul trebuie să aibă patru orbite cu simetria corectă pentru a se lega de cei patru atomi de hidrogen.

Configurația stării de bază a unui atom de carbon este # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Putem vedea această configurație în partea stângă a diagramei de mai sus.

Atomul de carbon poate utiliza cele două p orbitale ocupate singular pentru a forma două legături covalente cu doi atomi de hidrogen, producând -CH2-. Acesta nu este metanul.

Atomul de carbon poate, de asemenea, să excită un electron de la orbita 2s la orbitalul 2p gol, ca în linia punctată de mai sus. Aceasta oferă patru orbite ocupate singure.

Legăturile C-H formate prin suprapunerea cu cele trei orbite 2p ar avea unghiuri de legătură de 90 °. Legătura C-H formată prin suprapunerea cu orbitalul 2s ar fi la un alt unghi. Aceasta nu este structura metanului.

Dacă orbitele 2s și 2p sunt amestecate matematic ("hibridizate"), obținem patru orbitali echivalenți noi. Matematica prezice unghiurile de legătură de 109.5 ° - ceea ce vedem în metan.

Energia eliberată prin formarea a patru legături compensă peste energia de excitație necesară. Astfel, formarea a patru legături C-H este favorizată energetic.

Sper că acest lucru vă ajută.