Тип атомске хибридизације

У процесу одређивања геометријског облика хемијске честице, важно је узети у обзир да су парови валентних електрона главног атома, укључујући и оне који не формирају хемијску везу, удаљени један од другог у простору.

Карактеристике термина

Узимајући у обзир питање ковалентног хемијска веза често је користио појам хибридизације атомских орбитала. Овај термин је повезан са поравнањем форме и енергије. Хибридизација атомских орбитала повезана је са процесом квантног хемијског реструктурирања. Орбитале у поређењу са оригиналним атомима имају различиту структуру. Суштина хибридизације лежи у чињеници да се електрон који се налази поред нуклеуса везаног атома не одређује одређеном атомском орбиталом, већ њиховом комбинацијом са једнаким главним квантним бројем. У основи, овај процес се тиче виших атомских орбитала са енергијом која је близу енергије.

Специфичности процеса

Типови хибридизације атома у молекулима зависе од тога како се оријентација нових орбитала дешава. Према типу хибридизације, могуће је одредити геометрију иона или молекула, да би се претпоставиле карактеристике хемијских својстава.

Врсте хибридизације

Овај тип хибридизације, као и сп, је линеарна структура, угао између веза је 180 степени. Пример молекула са сличном хибридизационом опцијом је БеЦл2.

Следећи тип хибридизације је сп ² . Молекули се одликују троугластим обликом, кут између веза је 120 степени. Типичан пример такве варијанте хибридизације је БЦИ3.

Тип сп3 хибридизације сугерише тетраедарну структуру молекула, типичан пример супстанце са овом хибридизационом опцијом је молекул метана ЦХ ₄ . У овом случају валентни угао је 109 степени 28 минута.

Не само пар електрона, већ и непарани парови електрона директно су укључени у хибридизацију.

Хибридизација у молекулу воде

На пример, у молекулу воде између атома кисеоника и атома водоника постоје два ковалентне поларне везе. Поред тога, сам атом кисеоника има два пара спољних електрона који не учествују у стварању хемијске везе. Ови 4 електронска пара у простору заузимају одређено мјесто око атома кисеоника. Пошто сви имају исти набој, они се међусобно одбијају у простору, електронски облаци су на значајној удаљености један од другог. Тип хибридизације атома у датој супстанци подразумева промену облика атомских орбитала, оне се извлаче и усклађују са врховима тетраедра. Као резултат, молекул воде добија угаону форму, а између веза кисеоник-водоник, валентни угао износи 104,5 ^о .

Да би се предвидио тип хибридизације, може се користити донор-акцептор механизам за формирање хемијских веза. Као резултат тога, врши се преклапање слободних орбитала елемента са нижом електронегативношћу, као и орбитале елемента са већом електричном негативношћу, на којој се налази пар електрона. У процесу компајлирања електронска конфигурација атом узима у обзир њихов степен оксидације.

Правила за идентификацију врсте хибридизације

Да би се одредио тип хибридизације угљеника, могу се користити одређена правила:

• открити централни атом, израчунати број σ-веза;
• стави у честицу оксидационог стања атома;
• снимање електронске конфигурације главног атома у жељеном степену оксидације;
• направити дијаграм расподеле валентних електрона у орбитали, упаривање електрона;
• емитују орбитале које директно учествују у формирању везе, проналазе неспарене електроне (ако је број валентних орбитала недовољан за хибридизацију, орбитале следећих енергетски ниво).

Геометрија молекула одређена је типом хибридизације. Присуство пи веза не утиче на њега. У случају додатног везивања могућа је промена валентног угла, узрок је узајамно одбијање електрона који формирају вишеструку везу. Дакле, у молекулу нитриц окиде (4) са сп2 хибридизацијом, валентни угао расте од 120 степени до 134 степена.

Хибридизација амонијака

Неповезани пар електрона утиче на добијени индекс диполног момента читавог молекула. Амонијак има тетраедарну структуру са непараним паром електрона. Ионске везе азота-водоника и азот-флуора имају индикаторе од 15 и 19 процената, дужине су дефинисане као 101 и 137 пм, респективно. Дакле, требало би да постоји већи диполни момент у молекулу азота флуорида, али експериментални резултати указују на супротно.

Хибридизација у органским једињењима

Свака класа угљоводоника има своју врсту хибридизације. Тако, након формирања молекула класе алкана (засићених угљоводоника), сва четири електрона атома угљеника формирају хибридне орбитале. Када се преклапају, формирају се 4 хибридна облака, који се протежу до врхова тетраедра. Даље, њихови врхови се преклапају са не-хибридним с-орбиталима водоника, формирајући једноставну везу. За засићене угљоводонике карактеристична је сп3 хибридизација.

У незасићеним алкенима (њихов типични представник је етилен), само три електронске орбитале учествују у хибридизацији - с и 2 п; три хибридне орбитале формирају облик троугла у простору. Не-хибридни п-орбитали се преклапају, стварајући вишеструку везу у молекулу. Ова класа органских угљоводоника карактерише сп2 хибридно стање атома угљеника.

Алкини се разликују од претходне класе угљоводоника по томе што су у процесу хибридизације укључена само два типа орбитала: с и п. Два не-хибридна п-електрона која остају на сваком атому угљеника преклапају се у два правца, формирајући две вишеструке везе. Ова класа угљоводоника карактерише сп-хибридно стање атома угљеника.

Закључак

Одређивањем врсте хибридизације у молекулу, може се објаснити структура различитих неорганских и органских супстанци, предвидети могуће хемијске особине одређене супстанце.