Zawartość
Elektrony krążą wokół swoich atomów na orbitach. W teorii wiązań walencyjnych orbitale atomowe jednego atomu mogą zachodzić na orbitale innych atomów, tworząc cząsteczkę, tworząc zupełnie nowe, hybrydowe orbitale. Zjawisko to znane jest jako hybrydyzacja. Określenie hybrydyzacji cząsteczki może pomóc w określeniu jej kształtu i struktury. Na przykład wiele cząsteczek osiada w kształcie, który minimalizuje odpychanie między atomami i elektronami, tworząc kształt, który wymaga jak najmniej energii do utrzymania. Znajomość rodzajów kształtów, jakie przyjmie cząsteczka, gdy hybrydyzuje, pomaga badaczom lepiej zrozumieć, w jaki sposób cząsteczka może oddziaływać z innymi. Hybrydyzacja wpływa na typy wiązań, które może tworzyć cząsteczka.
Obliczanie hybrydyzacji
Określ rodzaje wiązań w cząsteczce, najpierw rysując strukturę chemiczną cząsteczki. W szczególności zwróć uwagę na liczbę wiązań pojedynczych, podwójnych i potrójnych tworzonych przez każdy atom. Na przykład cząsteczka dwutlenku węgla ma dwa podwójne wiązania. Cząsteczka może być przedstawiona jako O = C = O, gdzie każdy atom tlenu tworzy podwójne wiązanie z centralnym węglem.
Hybrydyzacja jest zdefiniowana w kategoriach sp orbitali. S i p są sposobem na oznaczenie kształtu ścieżek orbitalnych, którymi podróżują elektrony. W przypadku orbitali ścieżka jest z grubsza okrągła. W przypadku orbitali kształt ścieżki przypomina bardziej hantle, przy czym elektron występuje przede wszystkim w jednym z dwóch obszarów, a nie na orbicie kołowej.
Określić hybrydyzację każdego atomu za pomocą rodzajów obecnych wiązań. Obecność braku wiązań podwójnych wskazuje na hybrydyzację sp3. Atom z pojedynczym wiązaniem podwójnym ma hybrydyzację sp2. Atom z dwoma lub więcej wiązaniami podwójnymi lub z pojedynczym wiązaniem potrójnym ma hybrydyzację sp.
Atom węgla w CO2 ma dwa podwójne wiązania, po jednym z każdym atomem tlenu. Dlatego hybrydyzacja węgla jest sp.
Określić hybrydyzację dla innych atomów w cząsteczce. Każdy atom tlenu w CO2 ma pojedyncze podwójne wiązanie z węglem. Hybrydyzacja każdego tlenu jest zatem sp2.
Znajdź ogólną hybrydyzację cząsteczki, określając atom centralny. W przypadku CO2 węgiel jest atomem centralnym. Ponieważ węgiel ma hybrydyzację sp, ogólną hybrydyzacją cząsteczki jest sp.