Τύποι υβριδισμού άνθρακα

Η καλύτερη διάκριση μεταξύ των νέων τροχιακών και των παλαιών τροχιακών είναι η ισχύς και η μορφή των τροχιακών.

Ο υβριδισμός είναι ένας μηχανισμός στον οποίο τα τροχιακά ενός στοιχείου συνδυάζονται για να παράγουν νέα τροχιακά για τα άτομα. Χρησιμοποιείται για να μάθει για τους πολλούς τύπους δεσμών, μήκη δεσμών και ενέργεια που μπορούν να σχηματιστούν όταν χρησιμοποιείται ένα στοιχείο.

Ο υβριδισμός είναι, κατά κάποιο τρόπο, μια επέκταση της έννοιας του σθένους. Οι ενέργειες στο εσωτερικό των στοιχείων ανακατανέμονται για να σχηματίσουν ισοδύναμα εύρη ενέργειας ως αποτέλεσμα αυτού του υβριδισμού. Τα υβριδικά τροχιακά είναι νέα τροχιακά που δημιουργούνται ως αποτέλεσμα υβριδισμού. 

Τύποι υβριδισμού 

Ο υβριδισμός μπορεί να ταξινομηθεί ανά sp³, sp², sp, sp³d, sp³d² ή sp³d³.

• sp υβριδισμός συμβαίνει όταν ένα τροχιακό 's' και ένα τροχιακό 'p' δημιουργούν έναν δεσμό για να σχηματίσουν ένα νέο υβριδοποιημένο τροχιακό, γνωστό ως γραμμικοί δεσμοί. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως διαγώνιος υβριδισμός, καθώς τεκμηριώνει μια γωνία 180 μοιρών μεταξύ των άκρων. Κάθε sp υβριδισμένο τροχιακό περιέχει την ίδια ποσότητα χαρακτήρων s και p. Για παράδειγμα BeCl2
• Είναι γνωστός ως υβριδισμός sp² όταν ένα τροχιακό και μερικά τροχιακά p στο ίδιο κέλυφος ενός ατόμου συνδυάζονται για να σχηματίσουν τρία πανομοιότυπα τροχιακά. Είναι επίσης γνωστός ως τριγωνικός υβριδισμός αφού έχει ασύμμετρη στάση εκατόν είκοσι επιπέδων μεταξύ των τριών άκρων. Αυτή η σύνδεση κυριαρχείται από το p. Για παράδειγμα αιθυλένιο
• Το τροχιακό ενός 's' και τα τροχιακά 3 'p' υβριδίζονται μαζί για να σχηματίσουν τέσσερα ίσα τροχιακά με αποκλειστικό σχήμα και δύναμη σε έναν υβριδισμό sp³, ο οποίος είναι επίσης γνωστός ως τετραεδρικός υβριδισμός με στάση που μετρά 109,28 στάδια μεταξύ κάθε παύσης των τροχιακών. Για παράδειγμα, αιθάνιο και μεθάνιο. Κάθε υβριδικό τροχιακό έχει χαρακτήρα 25% s και χαρακτήρα p 75%.
• Ένα τροχιακό 's', τρία τροχιακά 'p' και ένα d τροχιακό υβριδισμό για τη διαμόρφωση ενός sp3d υβριδισμένου τροχιακού με ειδικό σχήμα και ενέργεια. Ο συνδυασμός των τροχιακών s, p και d οδηγεί σε τριγωνική διπυραμιδική συμμετρία. Ο υβριδισμός σε πενταχλωριούχο φώσφορο είναι επίσης ένα παράδειγμα υβριδισμού sp³d.

Τύποι υβριδισμού σε άνθρακα 

Ένα άτομο άνθρακα μπορεί να βρίσκεται σε κατάσταση υβριδισμού sp όταν είναι συνδεδεμένο με δύο άλλα άτομα με δύο διπλούς δεσμούς ή έναν τριπλό δεσμό. Τα μόρια στο sp έχουν γραμμική διάταξη ατόμων με γωνία δεσμού 180° κατά τον υβριδισμό.

Η έννοια του υβριδισμού sp μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει τους χημικούς δεσμούς σε αλκίνια με τριπλούς δεσμούς. Δύο τροχιακά sp και κλειστά τροχιακά p προκύπτουν από την ανάμειξη του τροχιακού 2s με τα καλύτερα από τα τρία τροχιακά p. Αυτό έχει επίδραση στον υβριδισμό sp. Για παράδειγμα, υβριδισμός CO2 sp.

Υβριδισμός sp²

Ο δεσμός λαμβάνει χώρα μεταξύ ενός s-τροχιακού και δύο τροχιακών p σε αυτόν τον τύπο υβριδισμού. Τρία άτομα σχηματίζουν ένα τρίγωνο με δύο απλούς δεσμούς και έναν διπλό δεσμό και τα υβριδικά τροχιακά είναι διατεταγμένα σε τριγωνικό σχέδιο. Οι γωνίες μεταξύ των δεσμών είναι 120°.

Παράδειγμα :Γραφίτης sp²  Υβριδισμός.

Υβριδοποίηση sp³

Το άτομο άνθρακα συνδέεται με τέσσερα διαφορετικά άτομα στον υβριδισμό sp³. Σε αυτό το παράδειγμα, ένα s τροχιακό και τρία τροχιακά p μέσα στο ίδιο κέλυφος ενός ατόμου συνδυάζονται για να σχηματίσουν τέσσερα νέα ίσα τροχιακά. Τα τροχιακά είναι διατεταγμένα σε τετραεδρικό μοτίβο με προοπτική δεσμού 109,5°.

Παράδειγμα Μεθανίου sp³ Υβριδισμός.

Σημαντικά χαρακτηριστικά του υβριδισμού

• Τα ατομικά τροχιακά θα πρέπει να έχουν επαρκή αναλογία ενέργειας για να υποστούν υβριδισμό.

• Ο υβριδισμός μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε τροχιακό, είτε είναι γεμάτο είτε όχι.

• Μπορούμε να παρατηρήσουμε μια λεπτομέρεια να υφίσταται υβριδισμό μόνο ενώ απέχει πολύ από τη δημιουργία δεσμού, όχι όταν είναι μακριά σε αέρια κατάσταση.

• Το ευρύ φάσμα των τροχιακών που συγχωνεύονται για τη δημιουργία δεσμών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανακάλυψη της ποικιλίας των υβριδικών τροχιακών. 

Συμπέρασμα 

Ο υβριδισμός ορίζεται ως η διαδικασία συγχώνευσης δύο ατομικών τροχιακών για να παραχθεί ένα εντελώς νέο σύνολο υβριδοποιημένων τροχιακών. Η ανάπτυξη υβριδικών τροχιακών με εντελώς ξεχωριστές ενέργειες, μορφές και ούτω καθεξής είναι το αποτέλεσμα αυτής της ανάμειξης. Η πιο κοινή μέθοδος υβριδισμού είναι η χρήση ατομικών τροχιακών συγκρίσιμης έντασης. Ωστόσο, εάν οι ενέργειές τους είναι οι ίδιες, τόσο τα πλήρως γεμάτα όσο και τα μισογεμισμένα τροχιακά μπορούν να συμμετέχουν με αυτόν τον τρόπο. Η έννοια του υβριδισμού είναι μια ανάπτυξη της αρχής του δεσμού σθένους που μας δίνει τη δυνατότητα να κατανοήσουμε το σχηματισμό δεσμών, τις ενέργειες των δεσμών και τα μήκη των δεσμών.