Hibridisasi karbon dalam bentuknya, jenis dan karakteristiknya



itu hibridisasi karbon melibatkan kombinasi dua orbital atom murni untuk membentuk orbital molekul "hibrid" baru dengan karakteristiknya sendiri. Gagasan orbital atom memberikan penjelasan yang lebih baik daripada konsep orbit sebelumnya, untuk menetapkan perkiraan di mana ada kemungkinan lebih besar untuk menemukan elektron di dalam atom..

Dengan kata lain, orbital atom adalah representasi mekanika kuantum untuk memberikan gambaran tentang posisi elektron atau pasangan elektron di area tertentu dalam atom, di mana setiap orbital ditentukan sesuai dengan nilai-nilai bilangannya. kuantum.

Bilangan kuantum menggambarkan keadaan suatu sistem (seperti elektron di dalam atom) pada saat tertentu, dengan menggunakan energi yang dimiliki oleh elektron (n), momentum sudut yang dijelaskannya dalam gerakannya (l), momen magnetik terkait (m) dan putaran elektron sambil bergerak di dalam atom.

Parameter ini unik untuk setiap elektron dalam orbital, sehingga dua elektron tidak dapat memiliki nilai yang persis sama dari empat bilangan kuantum dan setiap orbital dapat ditempati oleh dua elektron paling banyak..

Indeks

  • 1 Apa itu hibridisasi karbon??
  • 2 tipe utama
    • 2.1 Hibridisasi Sp3
    • 2.2 Hibridisasi sp2
  • 3 Referensi

Apakah hibridisasi karbon?

Untuk menggambarkan hibridisasi karbon, harus diperhitungkan bahwa karakteristik setiap orbital (bentuk, energi, ukuran, dll.) Bergantung pada konfigurasi elektronik masing-masing atom..

Artinya, karakteristik masing-masing orbital tergantung pada susunan elektron pada setiap "lapisan" atau tingkat: dari yang paling dekat ke inti ke yang terluar, juga dikenal sebagai lapisan valensi.

Elektron pada tingkat terluar adalah satu-satunya yang tersedia untuk membentuk ikatan. Oleh karena itu, ketika ikatan kimia terbentuk antara dua atom, tumpang tindih atau tumpang tindih dua orbital (satu dari setiap atom) dihasilkan dan ini terkait erat dengan geometri molekul.

Sebagaimana dinyatakan di atas, setiap orbital dapat diisi dengan maksimum dua elektron tetapi Prinsip Aufbau harus diikuti, di mana orbital diisi sesuai dengan tingkat energinya (dari yang terendah ke yang tertinggi), seperti menunjukkan di bawah ini:

Dengan cara ini, level 1 diisi terlebih dahulus, lalu 2s, diikuti oleh 2hal dan seterusnya, tergantung pada berapa banyak elektron yang dimiliki atom atau ion.

Dengan demikian, hibridisasi adalah fenomena yang berkaitan dengan molekul, karena setiap atom hanya dapat menyediakan orbital atom murni (s, hal, d, f) dan, karena kombinasi dua atau lebih orbital atom, jumlah orbital hibrid yang sama yang memungkinkan hubungan antar elemen terbentuk.

Jenis utama

Orbital atom memiliki bentuk dan orientasi spasial yang berbeda, semakin kompleks, seperti ditunjukkan di bawah ini:

Diamati bahwa hanya ada satu jenis orbital s (bentuk bola), tiga jenis orbital hal (bentuk lobular, di mana setiap lobus berorientasi pada sumbu spasial), lima jenis orbital d dan tujuh jenis orbital f, di mana setiap jenis orbital memiliki energi yang persis sama dengan jenisnya.

Atom karbon dalam keadaan dasarnya memiliki enam elektron, yang konfigurasinya adalah 1s22s22hal2. Artinya, mereka harus menempati level 1s (dua elektron), 2s (dua elektron) dan sebagian 2p (sisa dua elektron) menurut Prinsip Aufbau.

Ini berarti bahwa atom karbon hanya memiliki dua elektron tidak berpasangan dalam orbital 2hal, tetapi tidak mungkin menjelaskan pembentukan atau geometri molekul metana (CH4) atau lainnya yang lebih kompleks.

Jadi untuk membentuk ikatan ini Anda membutuhkan hibridisasi orbital s dan hal (untuk kasus karbon), untuk menghasilkan orbital hibrid baru yang menjelaskan ikatan rangkap dan rangkap tiga, di mana elektron memperoleh konfigurasi paling stabil untuk pembentukan molekul.

Hibridisasi sp3

Hibridisasi sp3 terdiri dari pembentukan empat orbital "hibrid" dari orbital 2s, 2px, 2pdan dan 2pz cerutu.

Dengan demikian, kita memiliki penataan ulang elektron di level 2, di mana ada empat elektron yang tersedia untuk pembentukan empat ikatan dan mereka disusun secara paralel untuk memiliki energi yang lebih rendah (stabilitas lebih besar).

Contohnya adalah molekul etilen (C2H4), yang tautannya membentuk sudut 120 ° antara atom dan memberikan geometri trigonal yang datar.

Dalam hal ini, ikatan C-H dan C-C sederhana dihasilkan (karena orbital) sp2) dan ikatan C-C ganda (karena orbital hal), untuk membentuk molekul yang paling stabil.

Hibridisasi sp2

Melalui hibridisasi sp2 tiga orbital "hibrid" dihasilkan dari orbital 2s murni dan tiga orbital 2p murni. Selain itu, orbital p murni diperoleh yang berpartisipasi dalam pembentukan ikatan rangkap (disebut pi: "π").

Contohnya adalah molekul etilen (C2H4), yang ikatannya membentuk sudut 120 ° antara atom-atom dan memberikan geometri trigonal yang datar. Dalam hal ini, ikatan C-H dan C-C sederhana dihasilkan (karena orbital sp).2) dan ikatan C-C ganda (karena orbital p), untuk membentuk molekul yang paling stabil.

Dengan hibridisasi sp, dua orbital "hibrid" dibuat dari orbital 2s murni dan tiga orbital 2p murni. Dengan cara ini, dua orbital p murni terbentuk yang berpartisipasi dalam pembentukan ikatan rangkap tiga.

Untuk jenis hibridisasi ini, molekul asetilena (C) disajikan sebagai contoh2H2), yang tautannya membentuk sudut 180 ° antara atom dan memberikan geometri linier.

Untuk struktur ini, ada ikatan C-H dan C-C sederhana (karena orbital sp) dan ikatan rangkap tiga C-C (yaitu, dua ikatan pi karena orbital p), untuk mendapatkan konfigurasi dengan tolakan elektronik yang paling sedikit..

Referensi

  1. Hibridisasi orbital. Diperoleh dari en.wikipedia.org
  2. Fox, M. A., dan Whitesell, J. K. (2004). Kimia Organik. Diperoleh dari books.google.co.ve
  3. Carey, F. A., dan Sundberg, R. J. (2000). Kimia Organik Lanjut: Bagian A: Struktur dan Mekanisme. Diperoleh dari books.google.co.ve
  4. Anslyn, E. V., dan Dougherty, D. A. (2006). Kimia Organik Fisik Modern. Diperoleh dari books.google.co.ve
  5. Mathur, R. B.; Singh, B. P., dan Pande, S. (2016). Nanomaterial Karbon: Sintesis, Struktur, Sifat dan Aplikasi. Diperoleh dari books.google.co.ve