Hvordan Forklar Hybridisering i kjemi

Valence obligasjon (VB) teori er en nyttig måte å forklare mange egenskaper av molekyler. En av de mest viktige begreper i VB teori er orbital hybridisering, som brukes til å forklare molekylær geometri i organisk kjemi. Matematisk er VB teori komplisert, men det er også mulig å forstå det på en veldig enkel kvalitativ måte, og dette er hvordan kjemikere generelt bruker det, fordi molekylorbital (MO) teori har vist seg å være overlegen for faktisk å utføre beregninger.

Bruksanvisning

1 Husk at i kvantemekanikken, er tilstanden til et system av partikler som et atom beskrevet av en bølgefunksjonen. Bølgefunksjonen må oppfylle visse vilkår, og derfor atomet kan bare eksistere i enkelte stater. De wavefunctions av et hydrogenatom, kalles atomorbitalene. Det er ikke mulig å finne en nøyaktig løsning for bølgefunksjonen for helium og større atomer, men disse kan tilnærmes som en kombinasjon av hydrogen-lignende orbitaler, og slik at elektronene i et atom av karbon eller et annet element som er større enn helium er beskrevet som opptar atomorbitalene som ligner de du kan definere for hydrogenatomet.

2 Husk at den absolutte kvadratet av bølgefunksjonen gir sannsynligheten du vil finne et elektron på ethvert sted. For hver orbital, er det en større sannsynlighet for å finne den elektron på noen steder enn på andre, slik at hver type orbital har en tilsvarende form i 3D. S-orbitaler er sfæriske, mens p-orbitaler ha to fliker på hver side av et plan, og er ofte beskrevet som manualformet.

3 Innse at du kan kombinere flere valens orbitaler til å danne såkalte hybrid orbitaler. Hver gang du kombinere X antall orbitaler, vil du ende opp med X antall hybrid orbitaler. Hvis du kombinerer en s og ap orbital, for eksempel, vil du ende opp med 2 hybrid orbitaler, fordi du hadde 2 orbitaler til å begynne med.

4 Legg merke til at for karbon og andre periode 2 elementer (elementer som VB teori er vanligvis brukes), har du en 2s orbital og 3 2p orbitalene i valensskallet. Dette er valens orbitaler som skal delta i bånd med andre atomer. Det er tre forskjellige hybridisering ordninger du kan gjøre med disse valens orbitaler. Du kan kombinere en s-orbital og en p-orbital å danne en sp-hybrid. Du kan kombinere en S-orbital og 2 p-orbitaler til å foreta en SP2-hybrid. Til slutt, kan du kombinere en S-orbital og 3 p-orbitaler til å foreta en SP3-hybrid.

5 Lær former og konfigurasjoner er knyttet til hver av disse hybridiserings ordningene. En SP3-hybrid har fire bowling-pin formet orbitaler som peker mot hjørnene av et imaginært tetraeder. Et sp2-hybrid har tre bowling-pinners formede orbitaler peker mot hjørnene av en likesidet trekant, alle av dem ligger i samme plan, med en uhybridisert p-orbital peke rett opp og ned, vinkelrett på de hybrid-orbitaler. Endelig har en sp-hybrid to fliker som peker i motsatte retninger, mens de to uhybridiserte p-orbitaler ligge langs akser vinkelrett på SP-hybrid orbitaler og til hverandre.