Η έννοια του υβριδισμού που περιλαμβάνει s, p και d τροχιακά

Όταν δύο ατομικά τροχιακά ενσωματώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα υβριδικό τροχιακό σε ένα μόνο μόριο, λαμβάνει χώρα η ανακατανομή της τροχιακής ενέργειας μεμονωμένων ατόμων, με αποτέλεσμα την ισοδύναμη ενέργεια μιας τροχιάς. Ο υβριδισμός είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει αυτή τη διαδικασία. Τα υβριδικά τροχιακά είναι τα νέα τροχιακά που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας και διακρίνονται από τα άλλα τροχιακά από το σχήμα τους.

Ανάλογα με τους τύπους τροχιακών που αναμειγνύονται κατά τη διαδικασία συνδυασμού, ο υβριδισμός μπορεί να ταξινομηθεί ως sp3 ,sp2 ,sp,sp3d,sp3d2 και sp3s3 ανάλογα με τους τύπους τροχιακών που αναμιγνύονται κατά τη διάρκεια η διαδικασία συνδυασμού. Ας συζητήσουμε τώρα τους διάφορους τύπους υβριδισμού και ας δώσουμε παραδείγματα για τον καθένα.

υβριδισμός sp

sp υβριδισμός είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη διαδικασία συνδυασμού δύο ή περισσότερων στοιχείων.

Είναι δυνατό να παρατηρήσουμε τον υβριδισμό SP όταν δύο τροχιακά του S και του P, ένα σε κάθε κύριο κέλυφος του ατόμου, συνδυάζονται για να σχηματίσουν δύο νέα "ισοδύναμα τροχιακά" στο ίδιο κύριο κέλυφος του ατόμου. Ο σχηματισμός νέων τροχιακών αναφέρεται ως sp hybridised orbitals, που σημαίνει sp hybridised orbitals. Ο υβριδισμός SP οδηγεί σε γραμμικά μόρια με γωνία δεσμού 180 μοιρών, όπως φαίνεται στο διάγραμμα.

Σε αυτόν τον τύπο υβριδισμού, ένα s τροχιακό και ένα τροχιακό p ισοδύναμης ενέργειας αναμιγνύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα νέο υβριδικό τροχιακό, το οποίο αναφέρεται ως υβριδισμένο τροχιακό SP, ως αποτέλεσμα του οποίου ένα σχηματίζεται νέο υβριδικό τροχιακό.

Ο όρος "διαγώνιος υβριδισμός" χρησιμοποιείται για να αναφέρεται στον υβριδισμό SP εκτός από τις άλλες ονομασίες του.

Κάθε τροχιακός υβριδισμός sp αποτελείται από τον ίδιο αριθμό χαρακτήρων "s" και "p", δηλαδή 50 τοις εκατό S και 50 τοις εκατό χαρακτήρες P για κάθε τροχιακό υβριδισμό sp.

Όλες οι ενώσεις του βηρυλλίου, συμπεριλαμβανομένων των BeH2, BeF2 και BeCl2, είναι τοξικές.

Όλες οι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα και περιέχουν τριπλό δεσμό, όπως το C2H2, ταξινομούνται ως οργανικές ενώσεις.

υβριδισμός sp2 

υβριδισμός sp2 συμβαίνει όταν τροχιακά ενός s και δύο p του ίδιου κελύφους του ατόμου συνδυάζονται για να σχηματίσουν τρία ίσα τροχιακά, τα οποία στη συνέχεια συνδυάζονται για να σχηματίσουν έναν απλό υβριδισμό sp. Ως αποτέλεσμα, τα νέα τροχιακά που σχηματίζονται αναφέρονται ως υβριδικά τροχιακά sp2.

"Τριγωνικός υβριδισμός" είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τον υβριδισμό sp2 σε άλλο πλαίσιο.

Σε αυτήν τη διαδικασία υβριδισμού, ένα μεμονωμένο τροχιακό s αναμιγνύεται με δύο τροχιακά p ισοδύναμου ενεργειακού επιπέδου για να παραχθεί ένα εντελώς νέο «υβριδικό τροχιακό» γνωστό ως sp2.

Το τροχιακό μείγμα s και p που σχηματίζεται διαχειρίζεται υπό γωνία 120 μοιρών στην τριγωνική συμμετρία.

Και τα τρία υβριδικά τροχιακά βρίσκουν τη θέση τους σε ένα μόνο επίπεδο και σχηματίζουν γωνία 120 μοιρών μεταξύ τους σε αυτό μόνο επίπεδο. Ο χαρακτήρας 's' αντιπροσωπεύει το 33,33 τοις εκατό κάθε σχηματιζόμενου υβριδικού τροχιακού, με το 'p' να αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο 66,66 τοις εκατό κάθε σχηματιζόμενου υβριδικού τροχιακού.

Όταν ένα κεντρικό άτομο συνδέεται με τρία άλλα άτομα και υπάρχει υβριδισμός sp2, τα μόρια παίρνουν ένα τριγωνικό ή τριγωνικό επίπεδο σχήμα.

Οποιεσδήποτε και όλες οι ενώσεις βορίου, όπως BF3 και BH3, καθώς και όλες οι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα που σχηματίζονται από διπλό δεσμό, όπως το αιθυλένιο C2H4

Υβριδισμός sp3 

Όταν τρία τροχιακά «p» και ένα του κελύφους του ίδιου ατόμου συνδυάζονται για να σχηματίσουν τέσσερα νέα ίσα τροχιακά, αυτός ο τύπος υβριδισμού αναφέρεται ως sp3 ή τετραεδρικός υβριδισμός. Όταν τρία τροχιακά «p» και ένα του κελύφους του ίδιου ατόμου συνδυάζονται για να σχηματίσουν τέσσερα νέα ίσα τροχιακά, αυτός ο τύπος υβριδισμού αναφέρεται ως sp3 ή τετραεδρικός υβριδισμός. Ο σχηματισμός νέων τροχιακών αναφέρεται ως σχηματισμός υβριδικών τροχιακών sp3.

Είναι δυνατό να σχηματιστεί μια κανονική δομή τετραέδρου με τέσσερις γωνίες που βρίσκονται σε γωνία 109°28′ μεταξύ τους.

Ο σχηματισμός των υβριδικών τροχιακών sp3 συμβαίνει σε γωνία 109.280 μοιρών.

Αυτό το υβριδικό τροχιακό του sp3 αποτελείται από 25 τοις εκατό χαρακτήρα του 's' και 75 τοις εκατό χαρακτήρα του 'p', με τον χαρακτήρα του 's' να αντιστοιχεί στο υπόλοιπο.

Για παράδειγμα, το αιθάνιο (C2H6) και το μεθάνιο είναι και οι δύο υδρογονάνθρακες.

Η διαδικασία υβριδισμού του sp3d περιλαμβάνει την ανάμειξη τροχιακών με ένα, τρία «p» και ένα «d» για να παραχθούν πέντε sp3d υβριδισμένα τροχιακά με ισοδύναμη ενέργεια. Έχουν τριγωνική διπυραμιδική γεωμετρία, από την οποία αποτελούνται.

Είναι δυνατός ο σχηματισμός τριγωνικής/τριγωνικής διπυραμιδικής γεωμετρίας συνδυάζοντας τα τροχιακά των s, p και d.

Ο σχηματισμός τριών υβριδικών τροχιακών λαμβάνει χώρα σε οριζόντιο επίπεδο, με κάθε τροχιακό να σχηματίζει γωνία 120° με τα άλλα δύο τροχιακά, τα οποία αναφέρονται ως "ισημερινά τροχιακά".

Τα υπόλοιπα δύο τροχιακά σχηματίζουν γωνία 90 μοιρών μεταξύ τους και βρίσκονται σε ένα κατακόρυφο επίπεδο ισημερινών τροχιακών, γνωστό ως αξονικά τροχιακά.

Παράδειγμα:Ο πενταχλωριούχος φώσφορος είναι μια χημική ένωση (PCl5)

υβριδισμός sp3d2

Ένα από τα χαρακτηριστικά αυτού του υβριδισμού είναι ότι περιέχει ένα μείγμα τροχιακών 1s, 3p και 2d, τα οποία συνδυάζονται για να σχηματίσουν έξι πανομοιότυπα υβρίδια sp3d2 

Συμπέρασμα

Ο υβριδισμός είναι μια ισχυρή εξελικτική δύναμη, καθώς μπορεί να οδηγήσει σε (1) αυξημένη ενδοειδική γενετική ποικιλότητα μεταξύ των συμμετεχόντων πληθυσμών, (2) την εμφάνιση νέων ειδών, (3) την εξαφάνιση ειδών λόγω γενετικής αφομοίωσης , και (4) την ανάπτυξη εξαιρετικά επεμβατικών γονότυπων.