Den hybridisering av kol innefattar kombinationen av två rena atomorbitaler att bilda en ny molekylär orbital "hybrid" med sina egna egenskaper. Föreställningen om atomborrning ger en bättre förklaring än det tidigare omloppsbegreppet, för att upprätta en approximation av var det finns en större sannolikhet för att hitta en elektron i en atom.

Med andra ord, en atomisk orbital är representationen av kvantmekanik för att ge en uppfattning om positionen för en elektron eller ett par elektroner i ett visst område inom atomen, där varje orbital definieras enligt värdena på dess nummer kvant.

Kvanttal beskriver tillståndet för ett system (till exempel elektronet inuti atomen) vid ett givet ögonblick, genom energin som tillhör elektronen (n), vinkelmomentet som det beskriver i sin rörelse (l), det relaterade magnetiska ögonblicket (m) och elektronens rotation när den rör sig inom atom (erna).

Dessa parametrar är unika för varje elektron i ett omloppsbana, så två elektroner kan inte ha exakt samma värden för de fyra kvantumren, och varje omloppsbana kan upptas av högst två elektroner.

Vad är kolhybridisering?

För att beskriva hybridiseringen av kol måste det beaktas att egenskaperna hos varje omloppsbana (dess form, energi, storlek etc.) beror på den elektroniska konfigurationen för varje atom.

Det vill säga, egenskaperna hos varje omlopp beror på arrangemanget av elektronerna i varje "skal" eller nivå: från det närmaste till kärnan till det yttersta, även känt som valensskalet.

Elektroner på den yttersta nivån är de enda som är tillgängliga för att bilda en bindning. Därför, när en kemisk bindning bildas mellan två atomer, alstras överlappningen eller superpositionen av två orbitaler (en från varje atom) och detta är nära besläktat med molekylernas geometri.

Som tidigare nämnts kan varje omloppsbana fyllas med högst två elektroner men Aufbau-principen måste följas, med vilka orbitalerna fylls i enlighet med deras energinivå (från den minsta till den största), som visas visar nedan:

På detta sätt fylls först 1 s nivån, sedan 2 s, följt av 2 p och så vidare, beroende på hur många elektroner atomen eller jonen har.

Således är hybridisering ett fenomen som motsvarar molekyler, eftersom varje atom endast kan bidra med rena atomiska orbitaler (s, p, d, f) och, på grund av kombinationen av två eller flera atomiska orbitaler, samma mängd av hybrid orbitaler som tillåter länkar mellan element.

Huvudsorter

Atomiska orbitaler har olika former och rumsliga orienteringar, som ökar i komplexitet, såsom visas nedan:

Det observeras att det bara finns en typ av s-orbital (sfärisk form), tre typer av p-orbital (lobularform, där varje lob är orienterad på en rymdaxel), fem typer av d-orbital och sju typer av orbital, där varje typ av orbital har exakt samma energi som den i sitt slag.

Kolatomen i dess jordtillstånd har sex elektroner, vars konfiguration är 1 s ² 2 s ² 2 p ^2. Det vill säga, de bör uppta nivå 1 s (två elektroner), 2 s (två elektroner) och delvis 2p (de två återstående elektronerna) enligt Aufbau-principen.

Detta innebär att kolatomen har endast två oparade elektroner i 2 p orbital, men det är därför inte möjligt att förklara bildningen eller geometrin hos metan (CH ₄ ) molekyl eller andra mer komplexa.

Så för att bilda dessa bindningar behövs hybridisering av s- och p-orbitalerna (för kol) för att generera nya hybridbana som förklarar till och med dubbel- och trippelbindningarna, där elektronerna får den mest stabila konfigurationen för bildandet av molekyler. .

Sp-hybridisering

Sp ^3- hybridiseringen består av bildandet av fyra "hybrid" -bana från de rena 2: erna, 2p _x , 2p _y och 2p _z orbitalerna .

Således finns det omorganiseringen av elektronerna på nivå 2, där det finns fyra elektroner tillgängliga för bildandet av fyra bindningar och de är arrangerade parallellt för att ha mindre energi (större stabilitet).

Ett exempel är den etenmolekylen (C ₂ H ₄ ), vars bindningar bildar 120 ° vinklar mellan atomerna och ge den en plan trigonal geometri.

I detta fall, CH och CC-enkelbindningar (på grund av de sp ² orbitaler ) och en CC-dubbelbindning (på grund av p orbital) genereras , för att bilda den mest stabila molekylen.

Sp-hybridisering

Genom sp ^2- hybridisering genereras tre "hybrid" -bana från de rena 2-orbitalen och tre rena 2p-orbitalerna. Vidare erhålls en ren p-orbital som deltar i bildningen av en dubbelbindning (kallad pi: "π").

Ett exempel är den etenmolekylen (C ₂ H ₄ ), vars bindningar bildar 120 ° vinklar mellan atomerna och ge den en plan trigonal geometri. I detta fall genereras CH- och CC-enskilda bindningar (på grund av sp ^2- orbitalerna ) och en CC-dubbelbindning (på grund av p-banan) för att bilda den mest stabila molekylen.