Typ atomové hybridizace

V procesu určování geometrického tvaru chemické částice je důležité vzít v úvahu, že dvojice valenčních elektronů hlavního atomu, včetně těch, které netvoří chemickou vazbu, jsou v prostoru vesměs vzdáleny.

Vlastnosti tohoto výrazu

Vzhledem k problému ohledně kovalentní chemické vazby často používal jaký je pojem hybridizace atomových orbitálů. Tento termín je spojen se sladěním formy a energie. Hybridizace atomových orbitálů je spojena s procesem kvantové chemické restrukturalizace. Orbitálie ve srovnání s původními atomy mají jinou strukturu. Podstata hybridizace spočívá v tom, že elektron, který je umístěn vedle jádra vázaného atomu, není určován konkrétním atomovým orbitátem, ale jejich kombinací se stejným základním kvantovým číslem. V podstatě se tento proces týká vyšších atomových energetických orbitálů s elektrony.

Specifické procesy

Typy hybridizace atomů v molekulách závisí na tom, jak dochází k orientaci nových orbitálů. Podle typu hybridizace je možné určit geometrii iontu nebo molekuly, převzít vlastnosti chemických vlastností.

Druhy hybridizace

Tento typ hybridizace, jako sp, je lineární struktura, úhel mezi vazbami je 180 stupňů. Příklad molekuly s podobnou hybridizační volbou je BeCl2.

Další typ hybridizace je sp ² . Molekuly jsou charakterizovány trojúhelníkovým tvarem, úhel mezi vazbami je 120 stupňů. Typickým příkladem takové varianty hybridizace je BCl3.

Typ sp3 hybridizace naznačuje tetraedrickou strukturu molekuly, typickým příkladem látky s touto hybridizační volbou je molekula metanu CH4. Úhel valence je v tomto případě 109 stupňů 28 minut.

Nejsou pouze párové elektrony, ale také neoddělené dvojice elektronů jsou přímo zapojeny do hybridizace.

Hybridizace ve vodní molekule

Například ve vodní molekule mezi atomem kyslíku a atomy vodíku jsou dva kovalentní polární vazby. Kromě toho atom kyslíku samotný má dva páry vnějších elektronů, které se nepodílejí na vytváření chemické vazby. Tyto 4 elektronové páry v prostoru zaujímají určité místo kolem atomu kyslíku. Protože všichni mají stejný náboj, navzájem se odpuzují ve vesmíru, elektronové mraky jsou ve významné vzdálenosti od sebe. Typ hybridizace atomů v dané látce znamená změnu tvaru atomových orbitálů, jsou vytaženy a vyrovnány s vrcholy tetraedronu. Výsledkem je, že molekula vody získá úhlovou formu, mezi vazbami kyslík-vodík, valenční úhel je 104,5 ^° .

Chcete-li předvídat typ hybridizace, můžete použít mechanismus donor-akceptor pro tvorbu chemických vazeb. V důsledku toho se provádí překrývání volných orbitálů prvku s nižší elektro-negativitou, stejně jako orbitaly prvku s větší elektrickou negativitou, na kterém je umístěna dvojice elektronů. V procesu sestavování elektronická konfigurace atom berou v úvahu jejich stupeň oxidace.

Pravidla pro identifikaci typu hybridizace

K určení typu hybridizace uhlíku můžete použít určitá pravidla:

• odhalit centrální atom, vypočítat počet σ-bondů;
• vložte do částice oxidační stav atomů;
• záznam elektronové konfigurace hlavního atomu v požadovaném stupni oxidace;
• dělení diagramu distribuce valenčních elektronů v orbitálech, párování elektronů;
• emitují orbitály, které se přímo podílejí na tvorbě vazby, naleznou nepárové elektrony (jestliže počet válečných orbitálů není pro hybridizaci dostatečný, orbitálie následujících energetická úroveň).

Geometrie molekuly je určena typem hybridizace. Přítomnost vazeb pi to neovlivňuje. V případě dodatečné vazby je možná změna úhlu valence, což je důvodem vzájemné odpudivosti elektronů, které tvoří vícenásobnou vazbu. Takže v molekule oxid dusnatý (4) s sp2 hybridizací, úhel valence se zvyšuje od 120 ° do 134 °.

Hybridizace amoniaku

Neoddělený pár elektronů ovlivňuje výsledný index dipólového momentu celé molekuly. Amoniak má tetraedrickou strukturu s neodděleným párem elektronů. Ionové vazby dusík-vodík a dusík-fluór mají ukazatele 15 a 19 procent, délky jsou definovány jako 101 a 137 pm, respektive. Proto by měl být v molekule fluoridu dusíku větší moment dipólu, ale experimentální výsledky naznačují opak.

Hybridizace v organických sloučeninách

Každá třída uhlovodíků má svůj vlastní typ hybridizace. Takže při tvorbě molekul třídy alkanů (nasycených uhlovodíků) tvoří všechny čtyři elektrony uhlíkového atomu hybridní orbitaly. Když se překrývají, vytvoří se 4 hybridní mraky, které se rozprostírají až k vrcholům čtyřstěn. Dále se jejich vrcholy překrývají s nehybridními s-orbitály vodíku, tvořící jednoduchou vazbu. Pro nasycené uhlovodíky je charakteristická sp3 hybridizace.

V nenasycených alkénách (jejich typickým zástupcem je ethylen) se na hybridizaci podílejí pouze tři elektronové orbitaly a tři pět hybridních orbitálů tvoří prostor ve tvaru trojúhelníku. Nehybridní p-orbitály se překrývají a vytvářejí v molekule více vazeb. Tato třída organických uhlovodíků se vyznačuje sp2 hybridním stavem uhlíkového atomu.

Alkyny se liší od předchozí třídy uhlovodíků tím, že v hybridizačním procesu jsou zapojeny pouze dva typy orbitálů: s a p. Dva nehybridní p-elektrony zbývající na každém atomu uhlíku se překrývají ve dvou směrech a vytvářejí dvě vícenásobné vazby. Tato třída uhlovodíků je charakterizována sp-hybridním stavem atomu uhlíku.

Závěr

Stanovením typu hybridizace v molekule lze vysvětlit strukturu různých anorganických a organických látek, předvídat možné chemické vlastnosti určité látky.