מהי תיאוריית ההכלאה של מסלול ההילוכים? + דוגמה

הכלאה מסלולית הוא הרעיון של ערבוב אורביטלים אטומיים כדי ליצור חדש אורביטלים היברידיים. אלה אורביטלים חדשים יש אנרגיות שונות, צורות, וכו ', מאשר האורביטלים האטומיים המקורי. אורביטלים חדשים יכולים אז חופפים ליצור קשרים כימיים.

דוגמה לכך היא הכלאה של אטום פחמן מתאן, CH. אנו יודעים כי כל ארבע C-H אג"ח במתאן הם שווים. הם מצביעים לעבר פינות של טטרהדרון רגיל עם זוויות הקשר של 109.5 מעלות.

לפיכך, הפחמן חייב להיות בעל ארבעה סיבובים עם הסימטריה הנכונה כדי ליצור קשר לארבעה אטומי המימן.

תצורת הקרקע הקרקע של אטום פחמן הוא # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p_x2p_y #.

אנו יכולים לראות תצורה זו בצד שמאל של התרשים לעיל.

אטום הפחמן יכול להשתמש בשני אורביטלים p הכבושים שלו כדי ליצור שני קשרים קוולנטיים עם שני אטומי מימן, המניבים CH. זה לא מתאן.

אטום הפחמן יכול גם לעורר אלקטרונים מן המסלול 2S אל מסלול ריק 2p, כמו בקו מנוקד לעיל. זה נותן ארבעה אורביטלים כבושים.

C-H אג"ח שנוצרו על ידי חפיפה עם שלושת האורביטלים 2p היו זוויות האג"ח של 90 °. הקשר C-H שנוצר על ידי חפיפה עם מסלול 2S יהיה בזווית אחרת. זה לא המבנה של מתאן.

אם האורביטלים 2s ו- 2p הם מעורבים מתמטית ("הכלאה"), אנו מקבלים ארבעה מסלולים חדשים. המתמטיקה מנבאת את זוויות הקשר להיות 109.5 ° - בדיוק מה שאנחנו רואים מתאן.

האנרגיה המשתחררת על ידי היווצרות של ארבע אג"ח מעל מפצה על האנרגיה עירור הנדרש. לפיכך, היווצרותם של ארבעה אג"ח C-H מועיל אנרגטית.

מקווה שזה עוזר.