Ang hybridization ng carbon ay nagsasangkot sa pagsasama ng dalawang purong atomic orbitals upang makabuo ng isang bagong molekular na orbital na "hybrid" na may sariling mga katangian. Ang paniwala ng atomic orbital ay nagbibigay ng isang mas mahusay na paliwanag kaysa sa nakaraang konsepto ng orbit, upang maitaguyod ang isang pagtatantya kung saan mayroong isang mas malaking posibilidad ng paghahanap ng isang elektron sa loob ng isang atom.

Sa madaling salita, isang orbital ng atom ay ang representasyon ng mga mekaniko ng dami upang magbigay ng ideya ng posisyon ng isang elektron o pares ng mga electron sa isang tiyak na lugar sa loob ng atom, kung saan ang bawat orbital ay tinukoy alinsunod sa mga halaga ng mga numero nito kabuuan.

Inilalarawan ng mga numero ng dami ang estado ng isang sistema (tulad ng elektron sa loob ng atom) sa isang naibigay na sandali, sa pamamagitan ng enerhiya na pag-aari ng elektron (n), angular na momentum na inilalarawan nito sa paggalaw nito (l), ang kaugnay na magnetic moment (m) at ang pag-ikot ng elektron habang naglalakbay ito sa loob ng (mga) atom.

Ang mga parameter na ito ay natatangi para sa bawat elektron sa isang orbital, kaya ang dalawang elektron ay hindi maaaring magkatulad ng parehong mga halaga ng apat na bilang ng numero, at ang bawat orbital ay maaaring sakupin ng halos dalawang elektron.

Ano ang carbon hybridization?

Upang mailalarawan ang hybridization ng carbon, dapat isaalang-alang na ang mga katangian ng bawat orbital (ang hugis, enerhiya, sukat, atbp.) Ay nakasalalay sa elektronikong pagsasaayos ng bawat atom.

Iyon ay, ang mga katangian ng bawat orbital ay nakasalalay sa pag-aayos ng mga electron sa bawat "shell" o antas: mula sa pinakamalapit sa nucleus hanggang sa pinakadulo, na kilala rin bilang valence shell.

Ang mga electron sa pinakamalayo na antas ay ang magagamit lamang upang makabuo ng isang bono. Samakatuwid, kapag ang isang bono ng kemikal ay nabuo sa pagitan ng dalawang mga atom, ang overlap o superposition ng dalawang orbitals (isa mula sa bawat atom) ay nabuo at ito ay malapit na nauugnay sa geometry ng mga molekula.

Tulad ng naunang nabanggit, ang bawat orbital ay maaaring mapunan ng isang maximum ng dalawang elektron ngunit ang Prinsipyo ng Aufbau ay dapat sundin, sa pamamagitan ng kung saan ang mga orbit ay napuno ayon sa antas ng kanilang enerhiya (mula sa pinakamaliit hanggang sa pinakamalaking), tulad ng ipinakita Ipinapakita sa ibaba:

Sa ganitong paraan, una ang antas ng 1 s ay napuno, pagkatapos ang 2 s, na sinusundan ng 2 p at iba pa, depende sa kung gaano karaming mga electron ang atom o ion.

Sa gayon, ang pag-hybrid ay isang kababalaghan na nauugnay sa mga molekula, dahil ang bawat atom ay maaaring mag-ambag lamang ng purong mga orbit na atomic (s, p, d, f) at, dahil sa pagsasama ng dalawa o higit pang mga orbital na atom, ang parehong halaga ng hybrid orbitals na nagpapahintulot sa mga link sa pagitan ng mga elemento.

Pangunahing uri

Ang mga orbital ng atom ay may iba't ibang mga hugis at spatial orientations, tumataas sa pagiging kumplikado, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Napansin na mayroon lamang isang uri ng s orbital (spherical form), tatlong uri ng p orbital (lobular na hugis, kung saan ang bawat umbok ay nakatuon sa isang spatial axis), limang uri ng d orbital at pitong uri ng f orbital, kung saan ang bawat uri ng Ang orbital ay nagtataglay nang eksakto ng parehong enerhiya tulad ng mga uri nito.

Ang carbon atom sa estado ng lupa ay may anim na electron, na ang pagsasaayos ay 1 s ² 2 s ² 2 p ^2. Iyon ay, dapat nilang sakupin ang antas ng 1 (dalawang elektron), ang 2 s (dalawang elektron) at ang bahagyang ang 2p (ang dalawang natitirang elektron) ayon sa Aufbau Principle.

Nangangahulugan ito na ang carbon atom ay mayroon lamang dalawang hindi bayad na mga electron sa 2 p orbital, ngunit sa gayon ay hindi posible na ipaliwanag ang pagbuo o geometry ng molekyana (CH ₄ ) na molekula o iba pang mas kumplikado.

Kaya upang mabuo ang mga bono na ito ang kinakailangan ng pag-hybrid ng mga or at p orbitals (sa kaso ng carbon), upang makabuo ng mga bagong orbit na hybrid na nagpapaliwanag kahit na ang doble at triple na mga bono, kung saan nakuha ng mga electron ang pinaka-matatag na pagsasaayos para sa pagbuo ng mga molekula. .

Sp hybridization

Ang sp ³ hybridization ay binubuo ng pagbuo ng apat na "hybrid" orbitals mula sa purong 2s, 2p _x , 2p _y at 2p _z orbitals .

Sa gayon, mayroong muling pagsasaayos ng mga electron sa antas ng 2, kung saan mayroong apat na mga elektron na magagamit para sa pagbuo ng apat na mga bono at sila ay nakaayos nang kahanay upang magkaroon ng mas kaunting enerhiya (higit na katatagan).

Ang isang halimbawa ay ang molekulang etilena (C ₂ H ₄ ), na ang mga bono ay bumubuo ng mga anggulo ng 120 ° sa pagitan ng mga atomo at bigyan ito ng isang planar trigonal geometry.

Sa kasong ito, ang CH at CC solong mga bono (dahil sa sp ² orbitals ) at isang CC double bond (dahil sa p orbital) ay nabuo upang mabuo ang pinaka-matatag na molekula.

Sp hybridization

Sa pamamagitan ng sp ² hybridization , tatlong "hybrid" orbitals ay nabuo mula sa purong 2s orbital at tatlong purong 2p orbitals. Bukod dito, ang isang purong p orbital ay nakuha na nakikilahok sa pagbuo ng isang dobleng bono (tinatawag na pi: "π").

Ang isang halimbawa ay ang molekulang etilena (C ₂ H ₄ ), na ang mga bono ay bumubuo ng mga anggulo ng 120 ° sa pagitan ng mga atomo at bigyan ito ng isang planar trigonal geometry. Sa kasong ito, ang CH at CC solong mga bono (dahil sa sp ² orbitals ) at isang CC double bond (dahil sa p orbital) ay nabuo upang mabuo ang pinaka-matatag na molekula.