Τι έχει ως αποτέλεσμα τον υβριδισμό sp, sp2 και sp3;

Ο υβριδισμός είναι η ιδιότητα των στοιχείων «υπεύθυνων για τη δημιουργία νέων δομών, δεσμών, τροχιακών». Δύο ή περισσότερα τροχιακά του ίδιου ατόμου συνδυάζονται μεταξύ τους όταν έχουν ίδιες ενέργειες. Ωστόσο, μπορούν να συνδυαστούν ακόμα κι αν δεν είναι πλήρως γεμάτα τροχιακά και απλώς έχουν ίσες ενέργειες. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνονται ολόκληρα νέα τροχιακά που έχουν ίσες ενέργειες. Επιπλέον, υπάρχουν ορισμένοι τύποι υβριδισμού. Κάθε τύπος υβριδισμού είναι το αποτέλεσμα διαφορετικών περιπτώσεων. Ας εξετάσουμε τι έχει ως αποτέλεσμα τον υβριδισμό sp, sp2 και sp3.

Σχετικά με τον υβριδισμό sp, sp2 και sp3

Ο υβριδισμός περιλαμβάνει την κάλυψη ατομικών τροχιακών για τη διαμόρφωση νέων τροχιακών με νέες ιδιότητες. Επιπλέον, ο υβριδισμός διανέμεται σε πολλούς τύπους – sp, sp2, sp3, κ.λπ.

Ο υβριδισμός Sp υποδηλώνει την ανάμειξη 1 s και 1 p τροχιακού για να σχηματιστεί sp υβριδισμένο τροχιακό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται υβριδισμός sp. Μια ελαφρά αύξηση στους αριθμούς των τροχιακών s και p οδηγεί σε νέα υβριδικά τροχιακά.

Για παράδειγμα, όταν το 1 s και το 2 p υπερτίθενται, σχηματίζουν το υβριδικό τροχιακό sp2 και η διαδικασία είναι γνωστή ως υβριδισμός sp2. Από την άλλη πλευρά, όταν το 1 s υπερτίθεται με 3 ατομικά τροχιακά p, σχηματίζουν ένα νέο υβριδικό τροχιακό, που ονομάζεται sp3 υβριδοποιημένο τροχιακό.

Τροχιακά	Υβριδοποιημένες δομές
sp	Γραμμική
sp2	Τριγωνικό  (ή Τριγωνικό επίπεδο)
sp3	Τετράεδρο (ή Τετραεδρικό)

Επισκόπηση του υβριδισμού sp

Στη χημεία, ο υβριδισμός περιγράφεται ως η διαδικασία ανάμειξης δύο ατομικών τροχιακών για τη δημιουργία νέων υβριδοποιημένων τροχιακών. Όταν ένα νέο άτομο δημιουργεί δεσμούς, χρειάζεται ηλεκτρόνια, τα οποία παίρνει από διαφορετικά τροχιακά όπως το s και το p.

Μετά την απελευθέρωση ηλεκτρονίων από τα s και p, υπάρχει μια ανισορροπία στα ενεργειακά επίπεδα του ηλεκτρονίου. Για να αντισταθμιστεί αυτή η ανισορροπία, τα s και p αναμειγνύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα νέο υβριδοποιημένο τροχιακό που ονομάζεται τροχιακό sp. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται υβριδισμός sp.

Περαιτέρω, η διαδικασία φτάνει στο επόμενο επίπεδο, όπου σχηματίζονται υβριδισμένα τροχιακά sp2 και sp3.

Επισκόπηση του υβριδισμού sp2

Αυτό το είδος υβριδισμού είναι ένα μείγμα πυρηνικών τροχιακών ενός s και δύο p. Μετά από κατάλληλο υβριδισμό, δημιουργούν τρεις νέες τροχιακές δομές γνωστές ως τριγωνικά υβριδισμένα τροχιακά. Αυτά τα τρία υβριδισμένα τροχιακά είναι ίσα σε ενέργειες.

Τα σχηματισμένα υβριδισμένα τροχιακά περιέχουν υψηλότερη ενέργεια από τα τροχιακά s και λιγότερη ενέργεια από τα τροχιακά p. Το νέο υβριδοποιημένο τροχιακό έχει τη μορφή μιας τριγωνικής δομής δεσμευμένης με γωνία δεσμού 120 μοιρών.

Επισκόπηση του υβριδισμού sp3

Ο υβριδισμός Sp3 σχηματίζεται όταν ένα τροχιακό 2s αναμιγνύεται με τρία τροχιακά 2p για να σχηματίσει υβριδοποιημένη τροχιακή δομή. Η σχηματισμένη δομή είναι ένα τετράεδρο, που σημαίνει 4 υβριδικά τροχιακά με τα ίδια χαρακτηριστικά.

Αυτά τα υβριδικά τροχιακά sp3 έχουν το ίδιο επίπεδο ενέργειας και είναι μετατοπισμένα. Στον υβριδισμό sp3, υπάρχει το 25% του s και το υπόλοιπο 75% αποτελείται από ρ τροχιακούς χαρακτήρες.

Η γωνία δεσμού στο υβριδικό τροχιακό sp3 είναι περίπου 109,5 μοίρες και δημιουργεί ένα τετράεδρο.

Διαφορά μεταξύ υβριδισμού sp, sp2 και sp3

sp	sp	sp3
Είναι ένας συνδυασμός τροχιακού 1 s με τροχιακό 1 p.	Είναι ένα μείγμα τροχιακού 1 s με τροχιακό 2 p.	Είναι ένα μείγμα τροχιακού 1 s με τροχιακό 3 p.
Τα s και p συνεισφέρουν 50 %.	Σε αυτόν τον τύπο υβριδισμού, το s συνεισφέρει 33,33%, ενώ το p συνεισφέρει 66,66%.	Σε αυτόν τον υβριδισμό, το s συνεισφέρει μόλις 25%, και το p συνεισφέρει περίπου 75%.
Η γωνία σύνδεσης είναι 180 μοίρες.	Η γωνία σύνδεσης είναι 120 μοίρες.	Η γωνία σύνδεσης είναι 109,5 μοίρες.
Μετά τον υβριδισμό, σχηματίζει μια γραμμική δομή.	Σχηματίζει μια τριγωνική τροχιακή δομή.	Μετά την ανάμειξη, αυτό το είδος υβριδισμού σχηματίζει μια τετραεδρική τροχιακή δομή.

Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο συζητά τι οδηγεί στον υβριδισμό sp, sp2 και sp3. Μετά τη συζήτηση, μπορούμε τώρα να συμπεράνουμε ότι κάθε τύπος υβριδισμού λαμβάνει χώρα λόγω διαφορετικών παραγόντων, κυρίως της αναλογίας των συνδυασμένων τροχιακών.

Καθώς συζητήσαμε μόνο τον υβριδισμό sp, sp2 και sp3, υπήρχαν δύο κύρια τροχιακά «s» και «p». Αυτά τα τροχιακά αποφασίζουν το σχήμα και ορισμένα χαρακτηριστικά του μορίου.

Κάθε φορά που συνδυάζονται ένα τροχιακό «s» και ένα «p», καταλήγουν σε υβριδισμό sp. Επιπλέον, όταν ένα «s» και δύο τροχιακά «p» συνδυάζονται, ο υβριδισμός sp2 είναι το αποτέλεσμα. Τέλος, όταν ένα «s» και τρία τροχιακά «p» συνδυάζονται, το αποτέλεσμα θα είναι υβριδισμός sp3. Ακολουθούν ορισμένες ερωτήσεις υβριδισμού sp, sp2 και sp3 για να διευκρινιστούν οι αμφιβολίες σας.