ทฤษฎีลูกผสมการโคจรคืออะไร? + ตัวอย่าง

Orbital hybridization เป็นแนวคิดของการผสมปรมาณู orbitals เพื่อสร้างรูปแบบใหม่ ไฮบริดวงโคจร. วงโคจรใหม่เหล่านี้มีพลังงานรูปร่างและอื่น ๆ ที่แตกต่างจากวงโคจรอะตอมดั้งเดิม วงโคจรใหม่นั้นสามารถทับซ้อนกันเพื่อสร้างพันธะเคมี

ตัวอย่างคือการผสมของอะตอมคาร์บอนในมีเธนCH เรารู้ว่าพันธะ C-H ทั้งสี่ในมีเธนนั้นเทียบเท่ากัน พวกมันชี้ไปที่มุมของจัตุรมุขทั่วไปกับมุมยึดที่ 109.5 °

ดังนั้นคาร์บอนจะต้องมีวงโคจรสี่วงพร้อมสมมาตรที่ถูกต้องในการยึดติดกับอะตอมไฮโดรเจนสี่อะตอม

การกำหนดค่าสถานะพื้นของอะตอมคาร์บอนคือ # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

เราสามารถเห็นการกำหนดค่านี้ทางด้านซ้ายมือของแผนภาพด้านบน

อะตอมของคาร์บอนสามารถใช้วงโคจร p สองวงที่ถูกแยกเดี่ยวเพื่อก่อพันธะโควาเลนต์สองอะตอมที่มีอะตอมไฮโดรเจนสองอันให้ผลผลิต·CH · นี่ไม่ใช่มีเทน

อะตอมของคาร์บอนยังสามารถกระตุ้นอิเล็กตรอนจากวง 2s เป็นวง 2p ที่ว่างเปล่าเช่นเดียวกับในเส้นประข้างบน สิ่งนี้ทำให้วงโคจรทั้งสี่อยู่โดยลำพัง

พันธะ C-H ที่เกิดจากการทับซ้อนกับวงโคจร 2p ทั้งสามจะมีมุมพันธะที่ 90 ° พันธะ C-H ที่เกิดขึ้นจากการทับซ้อนกับวงโคจร 2s จะอยู่ในมุมอื่น นี่ไม่ใช่โครงสร้างของมีเธน

หากวงโคจร 2s และ 2p มีการผสมทางคณิตศาสตร์ ("ไฮบริด") เราจะได้วงโคจรsp³ที่เทียบเท่าใหม่สี่ตัว คณิตศาสตร์ทำนายมุมของพันธะให้เป็น 109.5 ° - เพียงแค่สิ่งที่เราเห็นในมีเธน

พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการก่อตัวของพันธะสี่ตัวจะชดเชยพลังงานกระตุ้นที่ต้องการ ดังนั้นการก่อตัวของพันธบัตร C-H สี่รายการจึงเป็นที่นิยมอย่างมาก

หวังว่านี่จะช่วยได้