Co znamená hybridizace atomu uhlíku?
Potřebovala byh vědět co znamená hybridizace atomu uhliku?
Děkuji
Děkuji
Odpovědi
Diskuze
Při hybridizaci, ke které dojde v důsledku vytvoření vazebných elektronových párů, se energeticky vyrovnají všechny čtyři orbitaly, a vyrovnají se i tvarově. Dostanou tvar protáhlé nesymetrické osmičky. Současně v důsledku vzájemného odpuzování elektronů jejich hlavní laloky zaujmou směr do vrcholů čtyřstěnu. Hybridizované orbitaly vytvoří buď vazbu sigma, nebo mohou být obsazeny volným elektronovým párem. Hybridizovat se mohou všechny orbitaly, nebo jen některé. Pokud atom vytváří násobné vazby, pak orbitaly, které se podílejí na násobné vazbě, jsou nehybridizované. Násobná vazba je vytvořena tak, že kolem sigma vazby se vytvoří pí-vazba. Tu je možné si představit tak, že laloky nehybridizovaného p-orbitalu ve tvaru 8 se nakloní k vazebnému partnerovi o dojde k jejich částečnému průniku. Zatím, co kolem osy sigma -vazby se může atom otáčet, jakmile dojde k vytvoření pí vazby, možnost vzájemné rotace vazebných partnerů zanikne. Zabrání tomu to, že laloky nehybridizovaného p-orbitalu jsou prostorově orientované. Současně je tady důvod, proč může tímto způsobem vzniknout maximálně trojná vazba. Pokud si představíme lalok sigma vazby podál osy x, pak pí-vazby mohou vytvořit jen orbitaly s laloky orientovanými svisle a v předozadním směru. Rozsah hybridizace se zapisuje tak, že zapíšene znaky hybridizovaných orbitalů, a pokud hybridizuje víc orbitalů daného typ, za znak orbitalu napíšeme počet. Na příklad sp3, sp2, sp, nebo například atom síry ve fluoridu sírovém SF6 je hybridizován do stavu sp3d2. Ale vraťme se k uhlíku:
methan - CH4 je hybridizován sp3, všechny vodíky jsou rovnocenné, tvar molekuly je čtyřstěn s vodíky ve vrcholech.
Ethan - opět sp3 - tvar molekuly jsou dvě trojboké pyramidy, spojené vrcholy. Oba uhlíky jsou na vrcholech pyramid, vodíky v rozích jejich podstav. Obě pyramidy mohou rotovat kolem osy vazby C-C, ale poněkud preferují stav, kdy jsou podstavy pyramid pootočeny o 60°. Díky vzájemnémů působení vodíků v obou podstavách.
Ethen - jedna dvojná vazba, hybridizace sp2. Tři hybridizované orbitaly směřují do vrcholů rovnostranného trojúhelníka, kolmo na jeho rovinu směřují laloky nehybridizovaného p-orbitalu. Z toho důvodu má molekula plochý tvar. V důsledku pí-vazby, vytvořené orbitaly, kolmými na rovinu ostatních, dejme tomu ve svislém směru, musí být všechny ostatní vazby obou uhlíků v jedné , vodorovné, rovině.
CO2 - hybridizace sp, dvě dvojné vazby, každá s jedním atomem kyslíku. hybridizované orbitaly sp zaujmou protilehlý směr, dejme tomu jeden vlevo, druhý vpravo. Jeden atom kyslíku vytvoří pí-vazbu s nehybridizovaným svislým p-orbitalem, druhý s orbitalem, orientovaným předozadním směrem. Oba nehybridizované orbitaly mají laloky v jedné rovině, hybridizované orbitaly jsou na tuto rovinu kolmé. Molelula má lineární tvar činky s uhlíkem uprostřed a nemůže být lomená.
CO - oxid uhelnatý, hybridizace sp. Vytvoření vazby si můžeme představit tak, že dva orbitaly kyslíku, obsazené jedním elektronem, vytvoří sigma a pí vazbu s p- orbitaly uhlíku. Oba malé atomy jsou blízko sebe, a ve snaze snižit odpuzování elektronů, umístí kyslík jeden ze svých volných elektronových párů na volný p-orbital uhlíku a vytvoří tak druhou pí-vazbu. Mezi uhlíkem a kyslíkem je nyní trojná vazba. Plné obsazení orbitalů uhlíku donutí k hybridizaci i elektronový pár na s-orbitalu. Hybridizované orbitaly zaujímají protilehlý směr. V jednom směru leží atom kyslíku, na opačnou stranu směřuje hlavní lalok druhého hybridizovaného orbitalu, obsazeného volným párem.
Teorie hybridizace je základem metody VSEPR. Touto metodou nelze vysvětlit všechny vlastnosti vzniklých molekul, ale s její pomocí se velmi dobře určuje tvar molekul.