Come capire se un elemento centrale in una molecola deve formare orbitali ibridi?
In parole povere, se un atomo centrale deve legarsi a più di un atomo esterno, specialmente se più di un atomo esterno è diverso, deve ibridarsi.
Molecole biatomiche punterà sempre compatibile #sigma# bonding lobi orbitali lungo l'asse internucleare, ed essere in grado di accoppiare orbitali compatibili, quindi non c'è ibridazione in molecole come #"HCl"#, #"NO"^(+)#, #"Cl"_2#, Etc.
Un modo semplice per capire quando un atomo deve ibridare è contare il numero di atomi circostanti. Ho elencato esempi di seguito. Essenzialmente:
- Geometria dell'elettrone ottaedrico? #sp^3d^2#
- Geometria dell'elettrone bipiramidale trigonale? #sp^3d#
- Geometria dell'elettrone tetraedrico? #sp^3#
- Geometria elettronica trigonale planare? #sp^2#
- Geometria dell'elettrone poliatomica lineare? #sp#
IBRIDIZZAZIONE IN ACQUA
Ossigeno in #"H"_2"O"# deve contribuire quattro #sp^3#orbitali atomici ibridizzati da unire perché:
- È legato a più di una idrogeno. Questo ti dice che può verificarsi l'ibridazione.
- È legame in a direzione non orizzontale ad almeno un idrogeno. Ciò ti dice che dovrebbe avvenire l'ibridazione per orientare correttamente tutti gli orbitali.
- È legame identicamente a ciascun idrogeno. Ciò ti dice che è avvenuta l'ibridazione per rendere compatibili gli orbitali.
È #sp^3# perché quattro i gruppi di elettroni circondano l'ossigeno: Due legame con un idrogeno ciascuno e Due coppie solitarie che non si legano affatto.
L'ossigeno ha dovuto ibridarne uno #2s# e tre #2p# orbitali insieme per generare quattro orbitali orientati in diagonale in tre dimensioni (#x,y,z#). Due potrebbero essere usati, ma non vengono utilizzati.
IBRIDIZZAZIONE IN BH3
Boron in #"BH"_3# deve contribuire tre #sp^2#orbitali atomici ibridizzati da unire perché:
- È legato a più di una idrogeno. Questo ti dice che può verificarsi l'ibridazione.
- È legame in a direzione non orizzontale ad almeno un idrogeno. Ciò ti dice che dovrebbe avvenire l'ibridazione per orientare correttamente tutti gli orbitali.
- È legame identicamente a ciascun idrogeno. Ciò ti dice che è avvenuta l'ibridazione per rendere compatibili gli orbitali.
È #sp^2# perché tre i gruppi di elettroni circondano il boro: tre legame con un idrogeno ciascuno e una vuoto #p_z# orbitale da boro che non è compatibile con l'idrogeno #1s# orbitale atomico. Al momento non sta usando quello per legare.
Boron ha dovuto ibridarne uno #2s# e due #2p# orbitali insieme per generare tre orbitali orientati in diagonale in due dimensioni (#x,y#).
IBRIDIZZAZIONE IN ACETILENE
Un carbonio scelto in #"H"-"C"-="C"-"H"# deve contribuire Due #sp#orbitali atomici ibridizzati da unire perché:
- È legato a più di una atomo. Questo ti dice che potrebbe verificarsi l'ibridazione.
- NON è un legame in a direzione non orizzontale con qualsiasi atomo. Questo non ti dice nulla sull'ibridazione.
- NON è legame identicamente a ciascun atomo circostante (l'altro #"C"# e #"H"#). Questo ti dice che l'ibridazione doveva avvenire per rendere gli orbitali di #"C"# e #"H"# compatibile. Naturalmente, #"C"# è compatibile con se stesso, quindi l'ibridazione è necessaria per legare ENTRAMBI #"C"# e #"H"#.
È #sp# perché Due gruppi di elettroni circondano un carbonio scelto: una legame con un idrogeno e una legame con l'altro carbonio.
Il carbonio ha dovuto ibridarne uno #2s# e uno #2p# orbitale insieme per generare Due orizzontalmente orientata #sp# orbitali ibridi in una dimensione a #sigma# legame a due atomi diversi.
Separatamente, il restanti due legami essere fatto all'altro carbonio (un triplo legame ne ha uno #sigma# e due #pi# obbligazioni) sono realizzate utilizzando il #p_x# e #p_y# orbitali atomici di carbonio.
Quindi, con acetilene, il carbonio sta usando Due #sp# orbitali atomici ibridati e una #2p_x# e una #2p_y# orbitale atomico da legare.