Konseptet av hybridisering er definert som prosessen med å kombinere to atomorbitaler for å skape en ny type hybridiserte orbitaler. Denne sammenblandingen resulterer typisk i dannelsen av hybridorbitaler med helt forskjellige energier, former og så videre. Hybridisering utføres først og fremst av atomorbitaler med samme energinivå. Imidlertid kan både helt fylte og halvfylte orbitaler delta i denne prosessen hvis energien deres er like. Konseptet hybridisering er en utvidelse av valensbindingsteori som hjelper oss å forstå bindingsdannelse, bindingsenergier og bindingslengder.

Hva er hybridisering?

Når to atomorbitaler kombineres for å danne en hybrid orbitaler i et molekyl, blir energien til orbitalene til individuelle atomer omfordelt for å gi orbitaler med ekvivalent energi. Dette er kjent som hybridisering.

Atomorbitalene til sammenlignbare energier blandes sammen under hybridiseringsprosessen, som for det meste involverer sammenslåing av to orbitaler eller to 'p'-orbitaler eller blanding av en 's'-orbital med en 'p'-orbital så vel som en 's' orbital med en 'd' orbital.

Hybride orbitaler er de nye orbitalene dannet som et resultat av denne prosessen. Enda viktigere, hybridorbitaler kan brukes til å forklare atombindingsegenskaper og molekylær geometri. Karbon, for eksempel, danner fire enkeltbindinger der valens-skallets orbitaler kombineres med tre valens-skall p-orbitaler. Denne kombinasjonen genererer fire ekvivalente sp ³ blandinger. Disse vil være ordnet i et tetraedrisk mønster rundt karbonet, som er bundet til fire forskjellige atomer.

Trinn for å bestemme typen hybridisering

For å forstå typen hybridisering i et atom eller et ion, må følgende regler følges.

1. Bestem først det totale antallet valenselektroner som finnes i et atom eller ion.
2. Tell deretter antall ensomme par knyttet til det atomet eller ionet.
3. Nå kan antallet orbitaler som kreves beregnes ved å legge til antall dupleks eller oktett og antall ensomme elektronpar.
4. Det skal bemerkes at geometrien til orbitaler i atomer eller ioner er forskjellig når det ikke er et enkelt elektronpar.

Funksjoner ved hybridisering

• Hybridisering skjer mellom atomorbitaler med like energier.
• Antall hybridorbitaler som dannes tilsvarer antallet atomorbitaler som blandes.
• Det er ikke nødvendig for alle halvfylte orbitaler å delta i hybridisering. Selv orbitaler som er helt fylte, men som har litt varierende energi kan delta.
• Hybridisering skjer bare under bindingsdannelse, ikke i et enkelt gassformet atom.
• Hvis hybridiseringen av molekylet er kjent, kan molekylets form forutsies.
• Den større lappen til hybridorbitalen er alltid positiv, mens den mindre lappen på motsatt side alltid er negativ.

Typer av hybridisering

Hybridisering kan klassifiseres som sp ³ , sp ² , sp, sp ³ d, sp ³ d ² , eller sp ³ d ³ basert på typene orbitaler som er involvert i blanding.

sp Hybridisering

Det oppstår når en s og en p-orbital i et atoms hovedskall kombineres for å danne to nye ekvivalente orbitaler. De nydannede orbitalene er kjent som sp-hybridiserte orbitaler. Den produserer lineære molekyler i en vinkel på 180°. Det innebærer å kombinere ens orbital og en 'p' orbital med lik energi for å produsere en ny hybrid orbital kjent som en sp hybridisert orbital.

• Det er også kjent som diagonal hybridisering.
• Hver sp-hybridisert orbital inneholder samme mengde s- og p-tegn.
• Alle berylliumforbindelser, som BeF ₂ , Vi vil ₂ og BeCl ₂ , er eksempler.

sp ² Hybridisering

Det oppstår når en s og to p-orbitaler av samme atoms skall kombineres for å danne tre ekvivalente orbitaler. De nydannede orbitalene er kjent som sp ² hybrid orbitaler. Det er også kjent som trigonal hybridisering. Det innebærer å kombinere ens orbital med to 'p' orbitaler med lik energi for å lage en ny hybrid orbital kjent som sp ² . En trigonal symmetriblanding av s- og p-orbitaler holdes ved 120 grader. Alle de tre hybridorbitalene forblir i samme plan og danner en 120° vinkel med hverandre.

• Hver hybrid orbital som dannes har en 33,33 % og en 66,66 % 'p' karakter.
• Molekylene med en trekantet plan form har et sentralt atom som er knyttet til tre andre atomer og er sp. ² hybridisert. Borforbindelser er eksempler.

sp ³ Hybridisering

Når en 's' orbitaler og tre 'p' orbitaler fra samme skall av et atom kombineres for å danne fire nye ekvivalente orbitaler, er hybridiseringen kjent som tetraedrisk hybridisering eller sp ³ . De nydannede orbitalene er kjent som sp ³ hybrid orbitaler. Disse peker på de fire hjørnene av et vanlig tetraeder og danner en 109°28′ vinkel med hverandre.

• Sp ³ hybridorbitaler danner en vinkel på 109,28 grader.
• Hver hybridorbital har et 25 % s-karakter og et 75 % p-karakter.
• Etan og metan er to eksempler.

sp ³ d Hybridisering

Blandingen av 1s orbitaler, 3p orbitaler og 1d orbitaler resulterer i 5 sp3d hybridiserte orbitaler med lik energi. Geometrien deres er trigonal bipyramidal. Kombinasjonen av s, p og d orbitaler resulterer i trigonal bipyramidal symmetri. Ekvatorialorbitalene er tre hybridorbitaler som er orientert i 120° vinkel til hverandre og ligger i horisontalplanet.

• De resterende to orbitalene, kjent som aksiale orbitaler, er i vertikalplanet i 90 graders plan av ekvatorialorbitalene.
• Hybridisering i fosforpentaklorid, for eksempel (PCl ₅ ).

sp ³ d ² Hybridisering

Når 1s, 3p og 2d orbitaler kombineres for å danne 6 identiske sp ³ d ² hybridorbitaler, hybridiseringen kalles sp ³ d ² Hybridisering. Disse syv orbitalene peker mot hjørnene av et oktaeder. De er skråstilt i en 90-graders vinkel til hverandre.

sp ³ d ³ Hybridisering

Den har 1s, 3p og 3d orbitaler, som kombineres for å danne 7 identiske sp ³ d ³ hybrid orbitaler. Disse syv orbitalene peker mot hjørnene av en femkantet bipyramidal. f.eks. HVIS ₆ .

Former for hybridisering

Lineær: sp-hybridiseringen er forårsaket av interaksjonen mellom to-elektrongrupper; banevinkelen er 180°. Trigonal planar: Tre elektrongrupper er involvert, noe som resulterer i sp ² hybridisering; orbitalene er 120° fra hverandre. Tetraedrisk: Fire elektrongrupper er involvert, noe som resulterer i sp ³ hybridisering; banevinkelen er 109,5°. Trigonal bipyramidal: Fem elektrongrupper er involvert, noe som resulterer i sp ³ d hybridisering; banevinklene er 90° og 120°. Octahedral: Seks elektrongrupper er involvert, noe som resulterer i sp ³ d ² hybridisering; orbitalene er 90° fra hverandre.

Vanlige spørsmål på Hybridisering

Spørsmål 1: Blant sp, sp2 og sp3, hvilken hybrid orbital er mer elektronegativ?

Svar:

Prosentandelen av s-tegn i sp, sp ² og sp ³ hybridisert karbon er henholdsvis 50 %, 33,33 % og 25 %. På grunn av den sfæriske formen til s orbital, tiltrekkes den jevnt fra alle retninger av kjernen. Som et resultat vil en s-karakter hybrid orbital være nærmere kjernen og dermed mer elektronegativ. Som et resultat er det sp-hybridiserte karbonet det mest elektronegative.

Spørsmål 2: Hva er hybridorbitaler?

Svar:

Hybride orbitaler dannes ved å kombinere standard atomorbitaler og resulterer i dannelsen av nye atomorbitaler.

Spørsmål 3: Hva er de fem formene for hybridisering?

Svar:

Lineær, trigonal plan, tetraedrisk, trigonal bipyramidal og oktaedrisk er de fem grunnleggende formene for hybridisering.

Spørsmål 4: Hvorfor ser amidmolekylet ut som sp ³ hybridisert, men er sp ² ?

Svar:

Hvis atomet enten er omsluttet av to eller flere p-orbitaler eller har et ensomt par som er i stand til å hoppe inn i en p-orbital, vil den generelle hybridiseringsprosessen endres. Som et resultat, når det gjelder et amidmolekyl, går det ensomme paret inn i en p-orbital, noe som resulterer i tre tilstøtende parallelle p-orbitaler.

Spørsmål 5: Hva er Bents regel?

Svar:

Et sentralt atom koblet til en rekke grupper i et molekyl vil hybridisere, noe som fører til at orbitaler med mer s-karakter blir rettet mot elektropositive grupper og orbitaler med mer p-karakter blir rettet mot elektronegative grupper.