Hybridisering

Det hjælper måske lidt at se hvad problemet med den normale model for at forstå hvad hybridisering er

Der er de to første grundlæggende orbitaler S og P

http://faculty.njcu.edu/tpamer/chemprep/images/p_orbitals.gif
De viser hvor elektronen bevæger sig henne. Man kan se at S orbitalen er en kugle, men hvor P orbitalen har 3 retninger (X,Y,Z retningerne). Stoffer kan så lave bindinger ved at deres orbitaler overlapper med hinanden (deler elektronerne).
Fx H₂ (1s¹)danner en binding da hver deres s orbital mangler en elektron.

Der kommer dog et problem med modellen når vi ser på Carbon (1s² 2s² 2p² ) i fx methan (CH₄)
Her kan vi se at 1s og 2s orbitalen er fyldt op med elektroner (kan ikke danne binding, da de maks kan have 2elektorner i hver), så har vi 3 P orbitaler der deler 2 elektroner ialt. Vinklen mellem hver P orbital 90grader, dvs vinklen mellem to bindinger er 90 grader. men vi ved ud fra utallige eksperimenter at den rigtige vinkel 109grader (tetrahedral). Så modellen passer ikke med "virkeligheden".
Så for at tilpasse modellen med S og P orbitaler, har man lavet hybridisering. Dvs man blander orbitalerne sammen.

Med methan, ved vi at vi skal have 4 ens bindinger, dvs den skal have 4 orbitaler som er ens.
Da tager man 1S orbital og blander med 3P orbital så man får 4stk  sp³ orbitaler (blandede 4 orbitaler, så får man 4 orbitaler). hver sp³ orbital består af 1/4 S orbital og 3/4 P orbital "karakter". Så det ligner en P orbital der er lidt deform.

http://jahschem.wikispaces.com/file/view/cms51929sml.jpg/159075331/cms51929sml.jpg

Så  sp³ beskriver når vi har 4 ens bindinger.
Når to carbon laver en dobbeltbinding (C=C) skal vi have 3 ens bindinger og en dobbeltbinding. (120grader mellem hver binding sp² orbital)  Så vi laver en sp² hybridisering
så tager vi kun 2 P orbitaler og 1 S orbital og blander sammen. Så har vi stadig en P orbital "til overs" Den orbital går så sammen med en anden P orbital (fra det andet atom den skal binde med)  og laver en binding "pi" binding

http://chemwiki.ucdavis.edu/@api/deki/files/2472/=sp2.png

Til sidst er der sp (ved trippelbinding, 180grader mellem de to sp orbitaler), hvor kun en S orbital og en P orbital blandes. Så er der 2 P orbitaler tilovers til at lave to ekstra bindinger til det andet atom.

http://www.tulane.edu/~bmitche/book/c2h2.jpg

Så den gyldne regl!

4 ens bindinger = sp³
1 dobbeltbinding = sp²
2 dobbeltbindinger =sp

Energidiagrammer:  (Hvis det er ved bindinger mellem to stoffer så skriv lige igen)
Elektronerne er negativt ladet, kernen er positiv ladet. Derfor vil elektronerne helst være tættest på kernen, da her har de lavest energi.

1s orbitalen er tættest på, derfor vil den orbital blive fyldt op først. Derefter kommer 2s orbitalen. Så kommer P orbitalen ind i billedet, den har højere energi end 2s orbitalen.

Der er 3 P orbitaler, man kan enten vælge at fylde en P orbital af gangen eller fylde dem alle delvist ad gangen. Her siger Hunds regel at der er mindst energi ved at fylde dem delvist op.

fx hvis der er 7 elektroner ialt, bruger vi 2elektroner for 1s og 2 elektroner for 2s. så har vi 3 elektroner tilbage til P orbitaler. hver P orbital får 1 elektroner hver.

I forhold til hybridisering:

Da der blev dannet sp³ orbital tog vi S og P orbitaler. Så energien kan ikke være lavere end S orbitalen, men den kan heller ikke være højere end P orbitalen, så den ligger mellem de to stadier.

Jo mere s karakter orbitalen har, jo lavere i energi vil den ligge. Så sp vil ligge lavere i energi end sp²

http://chemwiki.ucdavis.edu/@api/deki/files/2441/=Sp3_Hybridization.jpg

Nogen af tingene er nok forklaret en del simplificeret, for det er nemmere at forstå
Undskyld for det lidt længere svar, men du var ikk så specifik, og håber det kan bruges! :)

Hej :)

Tak for svaret, det hjalp mig rigtig meget til at forstå det jeg havde læst igår. Det eneste jeg stadigvæk ikke rigtig forstår er energi diagrammer. Hvordan ved jeg om den først skal have 2 piler (en op og en ned), og hvordan pilene skal være efter det??

Hvis du skal fylde P orbitalen op først skal du starte at alle p orbitaler skal have en hver, og deres pile (spin) skal være den samme retning, da det også giver mindst energi (kan ikk lige huske hvem der sagde den regel, sikkert os hund).

fx. 3 elektroner i P orbitalen, vil hver orbital have en elektron, og alle elektroner peger enten alle op eller alle ned.

Se vedhæftet billede!

Hvis der så adderes en mere elektron til, vil den have modsat spin i den orbital. så man i orbitalen har en der peger op og en der peger ned.

Håber det hjælper, ellers spørger du bare :)

undskyld det sene svar, men tusind tak for svaret! Har virkelig forstået det meget bedre nu!!!

God Påske!