93* Hybrydyzacja, wiązania sigma i pi, orbitale atomowe.

1. Co to jest HYBRYDYZACJA?
Najprościej i zarazem najbardziej ogólnie mówiąc jest to mieszanie się orbitali. (Z łaciny „hybryda” – mieszaniec 🙂 )

2. No spoko, ale co to jest właściwie ORBITAL?

UWAGA! Za każdym razem jak w tym wpisie pojawi się słowo „orbital” przypomnij sobie na głos lub w głowie definicję, bo inaczej nic nie zrozumiesz.
Definicja, którą niczym wzór na deltę musisz zapamiętać do końca życia. Orbital jest to najmniejsza przestrzeń w atomie, w której PRAWDOPODOBIEŃSTWO napotkania elektronu jest największe.

Teraz spokojnie, weź głęboki oddech i przeczytaj tę definicję jeszcze raz.. albo dwa.. nawet sto jak będzie trzeba. Ona nie jest trudna, skup się.
Pamiętasz jak mówiliśmy, że istnieją orbitale typu s, typu p itd? Będzie to miało znaczenie teraz (nie mówię, że wcześniej nie miało 😛 )

W procesie powstawania cząsteczki orbitale atomowe łączą się ze sobą tworząc orbitale molekularne (molekuła = cząsteczka), czyli zwyczajnie tworzą WIĄZANIA. Ze względu na to jakie orbitale łączą się ze sobą wyróżniamy….

3. Wiązania sigma i pi:

hyb4Mała legenda:

-> na czerwono – orbitale typu s

-> na zielono – orbitale typu p

-> na niebiesko – orbitale molekularne typu sigma

-> na żółto – orbitale molekularne typu pi

W tym miejscu ponownie zachęcam Cię do przeczytania definicji orbitalu.

4. TYPY hybrydyzacji:

(zaprezentuję Ci te najbardziej dla Ciebie istotne)

hybr5Znowu mała legenda:

-> żółta kropa – atom jakiegoś rozpatrywanego pierwiastka

-> czarne odnóżki – wiązania

5. Jak rozpoznać TYP hybrydyzacji?

Mój nauczyciel w liceum przedstawił nam bardzo fajny patent na rozpoznawanie typu hybrydyzacji 😉
Spójrz na to zadanie maturalne:

hybr1Twoim zadaniem jest określenie TYPU hybrydyzacji ATOMU WĘGLA w danych cząsteczkach. Jak to zrobić? Będzie Ci potrzebna… Twoja ręka 😉
Zobacz, w pierwszym przykładzie. Pamiętając, że masz do wyboru trzy typy hybrydyzacji, gdzie:

-> w sp łączy się orbital s i JEDEN orbital p

-> w sp2 łączą się orbital s i DWA orbitale p

-> w sp3 łączą się orbital s i TRZY orbitale p

Możesz robić te zadania w ten sposób. Weź rękę i tak… Trochę ciężko jest mi to wytłumaczyć bez pokazywania, ale spróbuję. Od razu zaznaczam, nie jest to naukowa metoda, ale ważne, że jest a) skuteczna, b) prosta 🙂

Zakładamy, że Twoje palce u ręki to odnóżki (patrzy rysunek w punkcie 4 tego postu), czyli wiązania.

U w a g a! zarówno wiązanie pojedyncze „-„, podwójne „=”, jak i potrójne „trzy poziome kreseczki 😛 ” to JEDNA odnoga = jeden palec. Teraz zobacz. Dla hybrydyzacji sp ile paluchów wykorzystasz?

hybr6Dwa prawda? Czyli będziesz miał dwie odnóżki, czyli jakby dwa wiązania.

Dla sp2?

hybr7I dla sp3?

hybr8Po co tak?

No bo teraz pamiętając, że Twoje palce symbolizują wiązania to spójrz na pierwsze zadanie:

hyb9Ile widzisz czarnych odnóg odchodzących od atomu węgla?

4, prawda? Czyli typ hybrydyzacji to sp3. „Policz” to sobie na palcach.

Drugi przykład?

hyb10Ile tutaj użyjesz palców? 4? Nie, nie. Użyjesz dwóch palców 🙂 Jeden do wiązania pojedynczego, a drugi do potrójnego. Czyli konfiguracja sp. Spójrz na narysowane przeze mnie łapki powyżej.

I w ten sposób rozwiążesz pozostałe dwa typy:

hyb11
6.  I T ‚ S    A    T R A P ! ! !

Czyli co z wolną parą elektronową?

Przykładem pułapkowych związków mogą być SO2 i NH3.

Co w nich jest takiego nietypowego? Otóż normalnie stwierdziłbyś, że SO2 ma typ hybrydyzacji sp, a NH3 typ sp2, bo jak sobie je narysujesz to wyglądają tak:

No bo na chłopski rozum jak w pierwszym przypadku od atomu centralnego (siarki) odchodzą DWA wiązania podwójne -> dwa palce -> hybrydyzacja sp. Analogicznie w przypadku drugim, od atomu centralnego (azotu) odchodzą TRZY wiązania pojedyncze -> 3 palce -> hybrydyzacja sp2.

ALE TAK NIE JEST!

Dlaczego?

Dlatego, że te dwie kropeczki nad siarką i pod azotem oznaczają WOLNĄ PARĘ ELEKTRONOWĄ. Para = 2, więc jasne skąd taka nazwa. Przypominam, że w takim zapisie kropeczki oznaczają elektrony. Możesz powiedzieć – ale przy atomach tlenu („O”) też są kropeczki! No i fajnie, mogą sobie być, ale pamiętaj, że rozpatrując typ hybrydyzacji bierzesz pod uwagę TYLKO atom centralny, w tym przypadku odpowiednio siarkę („S”) i azot („N”).

Każda taka wolna para elektronowa odchodząca od atomu centralnego stanowi w naszej super-metodzie kolejny palec. A więc w przypadku pierwszym:

Będzie to jeden palec do wiązania podwójnego „S=O”, drugi do drugiego wiązanie podwójnego „S=O” i TRZECI do wolnej pary elektronowej. Zatem, typ hybrydyzacji: sp2.

W drugim przypadku:

Jeden palec do wiązania pojedynczego „N-H”, drugi do wiązania pojedynczego „N-H”, trzeci do trzeciego wiązania pojedynczego „N-H” i CZWARTY palec do wolnej pary elektronowej. Typ hybrydyzacji: sp3.

jejjej

17 uwag do wpisu “93* Hybrydyzacja, wiązania sigma i pi, orbitale atomowe.

  1. Wlasnie przeczytalam dwa wpisy , uczę się chemii sama w domu , miesiac siedzialam nad wiazaniami chemicznymi , nie mogac (nie umiejąc 😉 ) się zabrać do zadań . Przeczytałam dwa wpisy i nagle 10 kroków do przodu . Moze i ,,nienaukowo” , ale czasem trzeba coś wytłumaczyć tak ,,krowie na rowie” . Jesteś świetny, bardzo dziękuje za pomoc !

  2. I jeszcze jedna wątpliwość:Skoro palec idzie w strone wolnej pary elektronowej to w maturalnych przykładach wyjdą zupełnie inne,nieprawidłowe typy hybrydyzacji. Mam swój sposób ustalania jej typu,jednak jak już poznałam Pani to chciałabym wiedzieć co i jak 🙂

  3. Jako,że potrzebuję odpowiedzi na cito, piszę do Pani : w Witowskim znalazłam takie zadanie : HClO3 – napisać :typ hybrydyzacji ilość wiązań pi i sigma. Typ to oczywiście sp3, ilość sigma-4 , ilość pi – jak dla mnie 3, w odpowiedziach widzę 1. Myślałam,że podwójne wiązania= prawie zawsze, wiązanie pi i sigma.
    Ten sam problem w kolejnych przykładach, z H3PO4, HNO3, H2SO4.
    Mam jeszcze kilka pytań:
    dlaczego wraz ze wzrostem masy atomowej, zmniejsza się promień atomu? Rozumiem z jakiego powodu zwiększa się w dół grupy, jednak dlaczego w prawo od okresów? Na mój rozum powinien się zwiększać.
    Ostatnie pytanie : dlaczego kationy są mniejsze od normalnego atomu a aniony większe?
    Dziś uczę się o budowie atomu i hybrydyzacji, wciągnęły mnie te tematy i nie będę mogła spokojnie spać jak się nie dowiem 😀 😀
    Bardzo proszę o pomoc 🙂

    • Oczywiście ta metoda uwzględnia również istnienie wolnej pary elektronowej jak to się ma w przypadku podanych przez Panią przykładów i wtedy jeden palec wędruje w jej miejsce : ) Nie podałam takich przykładów w poście, mój błąd, naprawię to : )

Oceń, pytaj, skomentuj!

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s