Что такое теория орбитальной гибридизации? + Пример

Что такое теория орбитальной гибридизации? + Пример
Anonim

Орбитальная гибридизация - это концепция смешения атомных орбиталей с образованием новых гибридные орбитали, Эти новые орбитали имеют разные энергии, формы и т. Д., Чем исходные атомные орбитали. Новые орбитали могут затем перекрываться, образуя химические связи.

Примером является гибридизация атома углерода в метане, CH. Мы знаем, что все четыре связи C-H в метане эквивалентны. Они указывают на углы правильного тетраэдра с углами связи 109,5 °.

Таким образом, углерод должен иметь четыре орбитали с правильной симметрией для связи с четырьмя атомами водорода.

Конфигурация основного состояния атома углерода # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

Мы можем видеть эту конфигурацию в левой части диаграммы выше.

Атом углерода может использовать две однократно занятые p-орбитали для образования двух ковалентных связей с двумя атомами водорода, что приводит к · CH · ·. Это не метан.

Атом углерода также может возбуждать электрон с 2s-орбитали на пустую 2p-орбиталь, как показано пунктирной линией выше. Это дает четыре однократно занятых орбитали.

Связи C-H, образованные перекрытием с тремя 2p-орбиталями, будут иметь углы связи 90 °. Связь C-H, образованная перекрытием с орбиталью 2s, была бы под другим углом. Это не структура метана.

Если 2s и 2p орбитали математически смешаны («гибридизованы»), мы получим четыре новых эквивалентных sp³ орбитали. Математика предсказывает, что углы связи равны 109,5 ° - именно то, что мы видим в метане.

Энергия, выделяемая при образовании четырех связей, чрезмерно компенсирует требуемую энергию возбуждения. Таким образом, образование четырех связей C-H энергетически выгодно.

Надеюсь это поможет.