Παραγωγή μικτών γενών

Ορισμός υβριδισμού

Στη χημεία, ο υβριδισμός ορίζεται ως η διαδικασία συνδυασμού δύο ατομικών τροχιακών για τη δημιουργία ενός νέου τύπου υβριδοποιημένων τροχιακών. Ο σχηματισμός υβριδικών τροχιακών με εντελώς διαφορετικές ενέργειες, σχήματα και ούτω καθεξής είναι συχνά το αποτέλεσμα αυτής της ανάμειξης. Ο υβριδισμός πραγματοποιείται κυρίως από ατομικά τροχιακά του ίδιου ενεργειακού επιπέδου. Τα πλήρως γεμάτα και τα μισογεμάτα τροχιακά, ωστόσο, μπορούν και τα δύο να συμμετέχουν σε αυτή τη διαδικασία εάν οι ενέργειές τους είναι ισοδύναμες.

Τι είναι η Υβριδοποίηση;

Ο υβριδισμός είναι η ιδέα ότι τα ατομικά τροχιακά συνδυάζονται για να σχηματίσουν πρόσφατα υβριδισμένα τροχιακά τα οποία με τη σειρά τους θα επηρεάσουν τη μοριακή γεωμετρία και τις ιδιότητες του δεσμού. Μπορούμε να πούμε ότι ο υβριδισμός είναι επίσης μια επέκταση της θεωρίας του δεσμού σθένους. Προκειμένου να διερευνήσουμε περαιτέρω αυτήν την ιδέα, θα χρησιμοποιήσουμε τρεις τύπους ενώσεων υδρογονανθράκων για να απεικονίσουμε τον υβριδισμό sp3, sp2 και sp.

Χαρακτηριστικά Υβριδισμού 

Μερικά από τα  ακόλουθα χαρακτηριστικά του Υβριδισμού δίνονται παρακάτω-:

1. Ο υβριδισμός συμβαίνει όταν τα τροχιακά που ανήκουν στο ίδιο άτομο ή ιόν έχουν παρόμοιες ενέργειες.

2.Ο αριθμός των υβριδικών τροχιακών ισούται με τον αριθμό των τροχιακών που εμπλέκονται στη διαδικασία υβριδισμού.

3. Όσον αφορά την ενέργεια και το σχήμα, τα υβριδικά τροχιακά είναι πάντα συγκρίσιμα.

4. Σε σύγκριση με τα τροχιακά καθαρού ατόμου, τα υβριδικά τροχιακά δημιουργούν πιο σταθερούς δεσμούς.

5.Ο στόχος του υβριδισμού είναι να δημιουργηθούν ισοδύναμα τροχιακά που έχουν τη μεγαλύτερη συμμετρία.

6. Είναι άγνωστο εάν όντως συμβαίνει ή όχι υβριδισμός. Είναι μια θεωρία που περιγράφει πώς συμπεριφέρονται τα μόρια στον πραγματικό κόσμο.

7.Τα υβριδικά τροχιακά κατευθύνονται στο διάστημα στην ίδια επιθυμητή κατεύθυνση προκειμένου να έχουν μια σταθερή διάταξη και να παρέχουν στο μόριο ένα σωστό σχήμα.

Τύποι υβριδισμού 

Τύποι Υβριδισμού

Οι τύποι υβριδισμού είναι οι ακόλουθοι:

1) (sp) Υβριδισμός

Στον υβριδισμό sp ένα s- και ένα p-τροχιακό συνδυάζονται μαζί για να δημιουργήσουν δύο sp - υβριδικά τροχιακά με γραμμική δομή και γωνία δεσμού 180 μοιρών.

Κάθε sp υβριδισμένο τροχιακό έχει την ίδια αναλογία χαρακτήρων s και p – 50 τοις εκατό χαρακτήρα s και 50 τοις εκατό χαρακτήρα p.

Για παράδειγμα, όταν σχηματίζεται το BeCl2, το πρώτο άτομο βρίσκεται στη διεγερμένη κατάσταση 2s12p1, το οποίο στη συνέχεια υβριδοποιείται για να δημιουργήσει δύο sp – υβριδικά τροχιακά. Το BeCl2 σχηματίζεται όταν αυτά τα υβριδικά τροχιακά συγκρούονται με τα δύο p-τροχιακά δύο ατόμων χλωρίου.

2)  (sp 2) Υβριδισμός

Ένα s- και ένα p-τροχιακό συνδυάζονται για να δημιουργήσουν τρία υβριδικά τροχιακά sp2- με τριγωνικό επίπεδο και γωνία δεσμού 120 μοιρών. Αυτά τα τρία υβριδικά τροχιακά παραμένουν στο ίδιο επίπεδο και σχηματίζουν γωνία 120° μεταξύ τους. Τα υβριδικά τροχιακά έχουν χαρακτήρα 33,3 τοις εκατό 's' και 66,66 τοις εκατό χαρακτήρα 'p' σε καθένα από αυτά.

Μια επίπεδη μορφή τριγώνου βρίσκεται σε όλα τα μόρια μέσω των οποίων το κεντρικό άτομο συνδέεται με τρία άλλα άτομα και είναι υβριδοποιημένο sp2

3)  (sp 3) Υβριδισμός

Ένα s- και τρία p-τροχιακά συγχωνεύονται σε αυτόν τον υβριδισμό για να δημιουργήσουν τέσσερα sp3- υβριδικά τροχιακά με τετραεδρική δομή. Αυτά στοχεύουν στις τέσσερις γωνίες ενός συμβατικού τετραέδρου και σχηματίζουν μια γωνία 109°28′ μεταξύ τους.

Τα υβριδικά τροχιακά sp3 έχουν γωνία 109,280 μοιρών μεταξύ τους.

Κάθε υβριδικό τροχιακό sp3 περιέχει 25% χαρακτήρα s και 75% χαρακτήρα p.

Το αιθάνιο  και το μεθάνιο είναι δύο παραδείγματα υβριδισμού sp3.

4) (sp 3δ) Υβριδισμός

Η ανάμειξη των τροχιακών 1s, 3p και 1d για τη δημιουργία 5 sp3d υβριδισμένων τροχιακών ίσης ενέργειας είναι γνωστή ως υβριδισμός sp3d. Η γεωμετρία τους είναι τριγωνική διπυραμιδική.

Η τριγωνική διπυραμιδική συμμετρία σχηματίζεται με το συνδυασμό των τροχιακών s, p και d.

Τα ισημερινά τροχιακά είναι τρία υβριδικά τροχιακά στο οριζόντιο επίπεδο που είναι κεκλιμένα σε γωνία 120° μεταξύ τους.

Τα υπόλοιπα δύο τροχιακά, γνωστά ως αξονικά τροχιακά, βρίσκονται στο κατακόρυφο επίπεδο σε 90 μοίρες ως προς τα ισημερινά τροχιακά.

Υβριδισμός σε πενταχλωριούχο φωσφόρο ως παράδειγμα (PCl5).

5) sp Υβριδισμός 3d2

Τα τροχιακά 1s, 3p και 2d του υβριδισμού sp3d αναμειγνύονται για να δημιουργήσουν έξι πανομοιότυπα υβριδικά τροχιακά sp3d2.

Αυτά τα έξι τροχιακά στοχεύουν στις γωνίες του οκταέδρου.

Έχουν γωνία 90 μοιρών μεταξύ τους.

Συμπέρασμα

Ο υβριδισμός εξηγεί όχι μόνο τους δεσμούς ατόμου με άτομο, αλλά και μοριακά σχήματα. Ο υβριδισμός είναι η διαδικασία ανάμειξης (υβριδισμού) δύο ή περισσότερων ξεχωριστών καθαρών ατομικών τροχιακών του ίδιου ενεργειακού επιπέδου για την παραγωγή δύο ή περισσότερων πανομοιότυπων υβριδικών ατομικών τροχιακών.

Ο υβριδισμός θεωρείται ως μια ισχυρή εξελικτική δύναμη επειδή μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την παρακολούθηση 

(1) αυξημένη ενδοειδική γενετική ποικιλότητα μεταξύ των συμμετεχόντων πληθυσμών

(2) η εμφάνιση νέων ειδών

(3) η εξαφάνιση των ειδών λόγω γενετικής αφομοίωσης