منو
 صفحه های تصادفی
فهرست مورخان
مسر اشمیت
بادام «داروئی»
تفریق ماگمایی
آبفشان
ساختمان موشک
مرکب صناعی
انگیزه‌های بیرونی
تمرینات شوت
پیتر جکسون
 کاربر Online
612 کاربر online

هیبریداسیون

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی فیزیک
(cached)


آمیختن دو یا چند اوربیتال متفاوت و تولید همان تعداد اوربیتالهای یکسان در هر اتم را هیبریداسیون می‌نامند.

چگونگی هیبریداسیون در بریلیم (Be)

آرایش الکترونی اتم بریلیم Be پس از انجام هیبریداسیونی که در آن اوربیتال s و یک اوربیتال p شرکت دارند و به همین دلیل هیبریداسیون sp نامیده می‌شود، به شکل زیر است:



در هر یک از اوربیتالهای هیبریدی حاصل ، 50% ابر الکترونی از نوع s و 50% دیگر از نوع p است.

هر اوربیتال sp نه دمبلی شکل است و نه کروی و به شکل می‌باشند و چون ابرهای الکترونی این دو اوربیتال نسبت به هم دافعه دارند، در اطراف هسته اتم بریلیم طوری قرار می‌گیرند که حداکثر فاصله و حداقل دافعه را نسبت به هم داشته باشند و به همین دلیل در امتداد یک خط راست قرار می‌گیرند.

اتم بریلیم به وسیله این اوربیتالها با دو اتم دیگر دو پیوند کووالانسی ایجاد می‌نماید. مثلا با فلوئور مولکولی به شکل F--Be---F تشکیل می‌دهد. در این مولکول ، تک تک پیوندها ، قطبی هستند. چون فلوئور با بریلیم اختلاف الکترونگاتیوی نسبتا زیادی دارد، ولی کل مولکول غیرقطبی است، زیرا در آن از نظر الکترونی تقارن وجود دارد و مرکز بارهای مثبت و منفی آن بر هم منطبق هستند. تمام مولکولهایی که اتم مرکزی آنها هیبرید sp دارند و اصلا جفت الکترون غیر پیوندی ندارد و دو اتم طرفین آن نیز یکسانند، همین وضعیت را دارند. مثلا نیز از نظر شکل ، هیبریداسیون اتم مرکزی و سایر خصوصیات مثل است.

وضعیت بور (B) در مولکول ، و مولکولهای نظیر

آرایش الکترونی بور با 5 اتم در حالت عادی چنین است:



و ظرفیت آن ، یک است. در صورتی که بور در واکنشها با ظرفیت 3 عمل می‌کند، یعنی به هنگام واکنش برانگیخته می‌شود و یک الکترون خود را از 2s به 2p ارتقا می‌دهد و از نظر آرایش الکترونی به صورت در می‌آید. بعد برای اینکه بتواند به وسیله این اوربیتالهای نیمه پر غیر یکنواخت ، پیوندهای یکنواخت تشکیل دهد، آن را با هم هیبرید می‌نماید و این بار ، هیبریداسیون نامیده می‌شود، زیرا در آن یک s و دو تا p شرکت دارند و بور از نظر آرایش الکترونی به این شکل در می‌آید:



سه اوربیتال هیبریدی که در هر یک 3/2 ابر الکترونی از نوع p و 3/1 از نوع s می‌باشد، نسبت به هم طوری قرار می‌گیرند که حداکثر فاصله را نسبت به هم داشته باشند و به همین دلیل ، بر روی یک صفحه مسطح به این شکل قرار می‌گیرند که زاویه بین پیوندهای آن ˚120 می‌باشد:

و اتم بور بوسیله آنها با سه اتم دیگر 3 پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهد. مثلا با فلوئور مولکولی با شکل پیوند تشکیل می‌دهد. در این مولکول ، تک تک پیوندها به علت اختلاف الکترونگاتیوی میان فلوئور و بور ، قطبی هستند، ولی کل مولکول به علت داشتن مرکز تقارن و منطبق بودن مرکز اثرهای بارهای مثبت و منفی بر هم در آن ، غیر قطبی است.

وضعیت اتم کربن (C) در مولکول ، و مولکولهای نظیر

آرایش الکترونی اتم کربن با 6 الکترون ، در حالت عادی به شکل زیر است:



و ظرفیت آن 2 است. در صورتی که کربن در ترکیبات ، تقریبا همیشه ظرفیت 4 دارد، زیرا به هنگام واکنش ، برانگیخته شده و دارای 4 اوربیتال نیمه پر می‌شود و از نظر آرایش الکترونی به صورت: در می‌آید. سپس تمام اوربیتالهای آخرین سطح انرژی خود را با هم هیبرید می‌کند و این بار ، هیبریداسیون نامیده می‌شود. چون در آن یک اوربیتال s و سه اوربیتال p شرکت دارند. پس از انجام هیبریداسیون ، آرایش آن را چنین نمایش می‌دهند:



4 اوربیتال هیبریدی به صورت یک چهار وجهی فضایی در اطراف هسته کربن نسبت به هم قرار می‌گیرند. مطابق شکل:

کربن ، به وسیله آنها با 4 اتم دیگر 4 پیوند کووالانسی برقرار می‌نماید. مثلا با 4 اتم Cl ، مولکول CCl_4 را تشکیل می‌دهد.

در این مولکول نیز ، تک تک پیوندها قطبی هستند. چون کلر با کربن اختلاف الکترونگاتیوی دارد، ولی کل مولکول متقارن و غیرقطبی است. زیرا در آن ، مرکز بارهای مثبت و منفی بر هم منطبقند و مولکول دارای مرکز تقارن است. مولکولهایی نظیر , , , , , و ... و مولکولهایی نظیر آنها ، از نظر شکل و زوایا ، شبیه هستند.

ساختمان مولکول آب ()

آرایش الکترونی اتم اکسیژن با 8 الکترون ، به شکل: و ظرفیت آن 2 است و می‌تواند به وسیله همین دو اوربیتال p نیمه پر خود با دو اتم هیدروژن ، دو پیوند تشکیل دهد و آب را بوجود آورد، ولی اگر بدون انجام عمل هیبریداسیون ، این کار را انجام دهد، با توجه به اینکه pها بر هم عمودند، زاویه میان پیوندها در آب باید ˚90 باشد، در صورتی که زاویه پیوندها در آب '28،˚104 است.

سابقا می‌گفتند چون مولکول آب قطبی است و هیدروژنها بار مثبت دارند، یکدیگر را دفع می‌کنند و زاویه پیوند از ˚90 به '28،˚104 می‌رسد. امروزه ساختمان مولکول آب را با طرح هیبریداسیون توجیه می‌کنند و معتقدند که اکسیژن ، قبل از شرکت در پیوند با هیدروژنها در آخرین سطح انرژی اتم خود ، هیبریداسیون انجام می‌دهد و به این شکل در می‌آید:



که در آخرین سطح آن دو اوربیتال هیبریدی نیمه پر و دو اوربیتال پر وجود دارد که به وسیله نیمه پرها با 2 اتم H دو پیوند تشکیل می‌دهد و آب را بوجود می‌آورد، یعنی آب ساختمان چهار وجهی فضایی دارد یا چهار وجهی غیرمنتظم. بنابراین زاویه در آن باید '28،˚109 باشد.

علت کوچکتر بودن زاویه مولکول آب این است که جفت الکترونهای غیر پیوندی موجود بر روی اتم اکسیژن که تنها تحت تاثیر جاذبه یک هسته قرار دارند، نسبت به جفت الکترونهای پیوندی مولکول آب که تحت تاثیر دو هسته قرار گرفته‌اند، آزادترند و در اطراف اکسیژن ، فضای بیشتری را اشغال می‌کنند. در نتیجه به هم نیروی دافعه وارد می‌کنند و از هم دور شده و با نزدیک شدن به جفت الکترونهای پیوندی به آنها نیروی دافعه وارد نموده، آنها را به هم نزدیکتر می‌سازند و به این وسیله تقارن الکترونی مولکول را به هم می‌زنند و آن را نامتقارن و قطبی می‌سازند. به همین دلیل مولکول آب به صورت یک چهار وجهی فضایی نامتقارن و قطبی است.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 88465


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..