Hybridizace orbitalů

Hybridizace orbitalů je proces energetického sjednocení původně nerovnocenných atomových orbitalů. Hybridizují se ty orbitaly atomu, které poskytují své elektrony k vytvoření kovalentních σ-vazeb. Dojde k energetickému sjednocení orbitalů, přičemž se zachovává energetické těžiště, tzn. celková energetická hladina orbitalů po hybridizaci je rovna té před hybridizací. Přednostně vstupují do hybridizace ty orbitaly, které jsou na nižší energetické hladině, ale na stejné elektronové vrstvě (většinou se však do hybridizace zapojují pouze elektrony z valenční vrstvy). Například pro atom uhlíku, který má čtyři valenční elektrony umístěné v orbitalech 2s a 2p, platí, že se při vzniku tří σ-vazeb na tomto atomu budou hybridizovat dva z celkových tří p-orbitalů s jedním s-orbitalem – jedná se o hybridizaci sp². Dle způsobu hybridizace lze předpovědět i geometrii vzniklé molekuly. Tvar molekuly totiž odpovídá tvaru os, ve kterých se hybridní atomové orbitaly nacházejí.

Vliv hybridizace na geometrii

sp²

sp³

Druh hybridizace	Geometrie molekuly	vazebný úhel
sp	lineární	180°
sp²	rovnostranný trojúhelník	120°
sp³	tetraedr	109,5°
sp³d	hexaedr, trojboká dipyramida (rovnostranný trojúhelník a z něj jedna vazba nahoru a jedna dolů)	90°, 120°
sp³d²	oktaedr	90°

Postup hybridizace

Methan – sp³
Výchozí stav atomu C	$C\quad {\frac {\uparrow \downarrow }{1s}}\;{\frac {\uparrow \downarrow }{2s}}\;{\frac {\uparrow \,}{2p_{x}}}\;{\frac {\uparrow \,}{2p_{y}}}\;{\frac {\,\,}{2p_{z}}}$	Ve výchozím stavu má atom C pouze 2 nepárové elektrony.
Excitovaný stav	$C^{*}\quad {\frac {\uparrow \downarrow }{1s}}\;{\frac {\uparrow \,}{2s}}\;{\frac {\uparrow \,}{2p_{x}}}{\frac {\uparrow \,}{2p_{y}}}{\frac {\uparrow \,}{2p_{z}}}$	Pohlcením energie přejde elektron z orbitalu 2s do energeticky vyššího orbitalu 2p.
Hybridizace	$C^{*}\quad {\frac {\uparrow \downarrow }{1s}}\;{\frac {\uparrow \,}{sp^{3}}}\;{\frac {\uparrow \,}{sp^{3}}}{\frac {\uparrow \,}{sp^{3}}}{\frac {\uparrow \,}{sp^{3}}}$	Energie orbitalů 2s a 2p je blízká a dovoluje sjednocení – hybridizaci. Místo orbitalu s a tří orbitalů p vznikají 4sp³ hybridní orbitaly.
3D model		Hybridizací se změní tvar orbitalů. Dále dochází k překryvu orbitalů 1s (H) a sp³ (C) za vzniku vazby σ

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu hybridizace orbitalů na Wikimedia Commons

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.