Orbitálna hybridizácia je koncept miešania atómových orbitálov za vzniku nových hybridné orbitály, Tieto nové orbitály majú rôzne energie, tvary, atď., Ako pôvodné atómové orbitály. Nové orbitály sa potom môžu prekrývať, aby vytvorili chemické väzby.
Príkladom je hybridizácia atómu uhlíka v metáne, CH2. Vieme, že všetky štyri väzby C-H v metáne sú ekvivalentné. Ukazujú na rohy pravidelného tetraedra so spojovacími uhlami 109,5 °.
Takže uhlík musí mať štyri orbitály so správnou symetriou, aby sa viazali na štyri atómy vodíka.
Konfigurácia uhlíkového atómu v základnom stave je
Túto konfiguráciu vidíme na ľavej strane diagramu vyššie.
Atóm uhlíka môže použiť svoje dva ojedinele obsadené p orbitály na vytvorenie dvoch kovalentných väzieb s dvoma atómami vodíka, čím vzniká · CH ·. Toto nie je metán.
Atóm uhlíka môže tiež excitovať elektrón z orbitálu 2s na prázdny orbitál 2p, ako je to uvedené vyššie. To dáva štyri jednotlivo obsadené orbitály.
C-H väzby vytvorené prekrytím s tromi 2p orbitálmi by mali spojovacie uhly 90 °. C-H väzba vytvorená prekrytím s orbitálom 2s by bola v inom uhle. Toto nie je štruktúra metánu.
Ak sú orbitály 2s a 2p matematicky zmiešané ("hybridizované"), dostaneme štyri nové ekvivalenty ortopedických sp³. Matematika predpovedá, že uhly väzieb budú 109,5 ° - presne to, čo vidíme v metáne.
Energia uvoľnená tvorbou štyroch väzieb nadmerne kompenzuje potrebnú excitačnú energiu. Teda tvorba štyroch väzieb C-H je energeticky zvýhodnená.
Dúfam, že to pomôže.