Hybridization v01

ΥΒΡΙΔΙΣΜΟΣ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ
Δομή οργανικών ενώσεων – Διπλός και τριπλός δεσμός
Θεωρία δεσμού σθένους
Παραδείγματα
Ενέργεια υβριδισμένων
ατομικών τροχιακών
Ασκήσεις
Προβλήματα
Παλιότερα θέματα
Αναλογίες
O όρος στη Βιολογία
Επιστήμονες
Αντιδράσεις
Μουσική
Συντάκτης : Τζαμτζής Αθανάσιος Msc Διδακτικής Χημείας

Θεωρία
Μοριακών Τροχιακών
Θεωρία
δεσμού σθένους
Ηλεκτρονιακή
θεωρία
του σθένους
Ομοιοπολικός
δεσμός

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΘΕΝΟΥΣ
1. Αλληλεπικαλύπτονται τροχιακά της στιβάδας σθένους των ατόμων
που συμμετέχουν.
2. Στο κάθε τροχιακό που μετέχει στο μηχανισμός της
αλληλοεπικάλυψης πρέπει να υπάρχει μονήρες ηλεκτρόνιο.
3. Όσο μεγαλύτερη η επικάλυψη τόσο ισχυρότερος είναι ο ομοιοπολικός
δεσμός

Παραδείγματα σχηματισμού μορίων
Άζωτο N2
Υδρογόνο Η2
Φθοριούχο βυρήλιο BeF2
Φθόριο F2
Φθοριούχο βόριο BF3
Υδροφθόριο HF
Μεθάνιο CH4

Ασκήσεις σχηματισμού
μορίων με υβριδισμό
Αιθάνιο Αιθένιο Αιθίνιο

Προβλήματα σχηματισμού
μορίων με υβριδισμό
Προπαδιένιο Προπίνιο Βενζόλιο

Το άτομο του υδρογόνου έχει ατομικό αριθμό 1.
Ποια είναι η ηλεκτρονιακή του διαμόρφωση;
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
Ενεργειακές στάθμες
1H
Από πειραματικά δεδομένα προκύπτει πως το μόριο
του υδρογόνου έχει μοριακό τύπο H2.
Για να εξηγήσουμε αυτή τη δομή πρέπει να δούμε την
ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου του υδρογόνου.
Άρα η ηλεκτρονιακή του διαμόρφωση είναι
1s1
.

Ποια πιστεύετε θα είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού της στιβάδας σθένους
του ατόμου του υδρογόνου που έχει τη μεγαλύτερη ενέργεια και μονήρες e,
1s
που θα συμμετέχει στην αλληλοεπικάλυψη για τη δημιουργία του δεσμού;

Ποια πιστεύετε ότι θα είναι η γραφική απεικόνιση του αποτελέσματος της
αλληλοεπικάλυψης των ατομικών τροχιακών, 1s
και της δημιουργίας του σ δεσμού στο μόριο του υδρογόνου;

Το άτομο του φθορίου έχει ατομικό αριθμό 9.
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
9F
του φθορίου έχει μοριακό τύπο F2.
ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου του φθορίου.
1s2
2s2
2pz
2
2pψ
2
2pχ
1
.

Ποια πιστεύετε θα είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού της στιβάδας σθένους
του ατόμου του φθορίου που έχει τη μεγαλύτερη ενέργεια και μονήρες e,
2pχ
που θα συμμετέχει στην αλληλοεπικάλυψη για τη δημιουργία του δεσμού;

αλληλοεπικάλυψης των ατομικών τροχιακών, 2pχ
και της δημιουργίας του σ δεσμού στο μόριο του φθορίου;

του υδροφθορίου έχει μοριακό τύπο HF.
Το άτομο του Η έχει ατομικό αριθμό 1.
Ποια είναι η ηλεκτρονιακή του
διαμόρφωση;
To άτομο του F έχει ατομικό αριθμό 9.
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
9F
Για να εξηγήσουμε αυτή τη δομή πρέπει να δούμε τις
ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των στοιχείων που συμμετέχουν
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
1H
Άρα η ηλεκτρονιακή του διαμόρφωση
είναι 1s1
είναι 1s2
2s2
2pZ
2
2pψ
2
2pχ
1

αλληλοεπικάλυψης των ατομικών τροχιακών 1s (H) και 2pχ (F)
και της δημιουργίας του σ δεσμού στο μόριο του υδροφθορίου;

Το άτομο του αζώτου έχει ατομικό αριθμό 7.
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
7Ν
του αζώτου έχει μοριακό τύπο N2.
ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου του αζώτου.
1s2
, 2s2
, 2pz
1
2pψ
1
2pχ
1
.

Ποια πιστεύετε θα είναι η γραφική απεικόνιση των τροχιακών της στιβάδας σθένους
του ατόμου του αζώτου που έχουν τη μεγαλύτερη ενέργεια και μονήρη e,
2px 2pχ 2pz
που θα συμμετέχουν στην αλληλοεπικάλυψη για τη δημιουργία των δεσμών;

αλληλοεπικάλυψης των ατομικών τροχιακών 1pχ 2pψ 2pz
και της δημιουργίας του σ και των δύο π δεσμών στο μόριο του αζώτου;

του φθοριούχου βηρυλλίου έχει μοριακό τύπο BeF2.
Το άτομο του Be έχει ατομικό αριθμό 4.
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
4Be 1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
9F
είναι 1s2
2s2
είναι 1s2
2s2
2pz
2
2pψ
2
2pχ
1

Θα μπορούσε το ένα ηλεκτρόνιο που βρίσκεται στο τροχιακό 2s του ατόμου
του Be να μεταπηδήσει σε ένα τροχιακό μεγαλύτερης ενέργειας 2p.
Έτσι το άτομο του βηρυλλίου θα αποκτούσε τη δομή
1s2
2s1
2p1
.
Αυτό θα σήμαινε ότι στο μόριο του BeF2 θα υπήρχαν δύο σ δεσμοί.
Ο ένας θα ήταν σ(s-p) και ο άλλος σ(p-p) F-Be-F.
Δηλαδή θα είχαμε στο μόριο του BeF2 δύο διαφορετικούς δεσμούς.
Δύο δεσμούς που θα έχουν διαφορετικό μήκος.
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
7Be 1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
9F

Και όμως από πειραματικά δεδομένα
αποδεικνύεται ότι οι δύο δεσμοί είναι ισότιμοι
μεταξύ τους.
BeF F

Αυτή η ομοιότητα των δύο δεσμών μπορεί να ερμηνευθεί με βάση
τον υβριδισμό των ατομικών τροχιακών τύπου sp που προτάθηκε
από τον Pauling το 1931.
Υβριδισμός είναι ο γραμμικός συνδυασμός (πρόσθεση
ή αφαίρεση)
μη ισότιμων ατομικών τροχιακών
προς δημιουργία νέων ισότιμων ατομικών τροχιακών
(υβριδικών τροχιακών)

+

1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
5B
του φθοριούχου βορίου έχει μοριακό τύπο BF3.
Το άτομο του B έχει ατομικό αριθμό 5.
είναι 1s2
2s2
2p1
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
9F
είναι 1s2
2s2
2pz
2
2pψ
2
2pχ
1

1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
9F1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
5B
του B να μεταπηδήσει σε ένα τροχιακό μεγαλύτερης ενέργειας 2p.
Έτσι το άτομο του βορίου θα αποκτούσε τη δομή
1s2
2s1
2p2
.
Αυτό θα σήμαινε ότι στο μόριο του BF3 θα υπήρχαν τρεις σ δεσμοί.
Ο ένας θα ήταν σ(s-p) και οι άλλοι δύο σ(p-p).
Δηλαδή θα είχαμε στο μόριο του BF3 δύο διαφορετικούς δεσμούς.
Δύο με το ίδιο μήκος και ένα με διαφορετικό μήκος.

αποδεικνύεται ότι οι τρεις δεσμοί είναι ισότιμοι
μεταξύ τους.

Αυτή η ομοιότητα των τριών δεσμών μπορεί να ερμηνευθεί με
βάση τον υβριδισμό των ατομικών τροχιακών τύπου sp2
που
προτάθηκε από τον Pauling το 1931.

1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
1H1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
6C
του μεθανίου έχει μοριακό τύπο CH4.
Το άτομο του C έχει ατομικό αριθμό 6.
είναι 1s2
2s2
2pz
1
2pψ
1
To άτομο του H έχει ατομικό αριθμό 1.
είναι 1s1

1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
1H1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
6C
του C να μεταπηδήσει σε ένα τροχιακό μεγαλύτερης ενέργειας 2p.
Έτσι το άτομο του άνθρακα θα αποκτούσε τη δομή
1s2
2s1
2p3
.
Αυτό θα σήμαινε ότι στο μόριο του CH4 θα υπήρχαν τέσσερεις σ δεσμοί.
Ο ένας θα ήταν σ(s-s) και οι άλλοι τρεις σ(p-s).
Δηλαδή θα είχαμε στο μόριο του CH4 δύο διαφορετικούς δεσμούς.
Τρεις με το ίδιο μήκος και ένα με διαφορετικό μήκος.

αποδεικνύεται ότι οι τέσσερεις δεσμοί είναι
ισότιμοι μεταξύ τους.

Αυτή η ομοιότητα των τεσσάρων δεσμών μπορεί να ερμηνευθεί με
βάση τον υβριδισμό των ατομικών τροχιακών τύπου sp3
που
προτάθηκε από τον Pauling το 1931.

Ποιες τιμές ενέργειας περιμένετε να έχουν τα υβριδικά
sp3
ατομικά τροχιακά του ατόμου του C;
1s
2s
3s
4s
2p
3p
3d
6C
sp3

σ δεσμοί ή π δεσμοί;
Τι είδους δεσμοί υπάρχουν στο μόριο του αιθανίου; !
?

?
CH
H
H
C
H
H
H

?
CH
H
H
C
H
H
H
Υπάρχουν έξι σ δεσμοί (s-sp3
) και ένας σ δεσμός (sp3
-sp3
)

Τι είδους δεσμοί υπάρχουν στο μόριο του αιθενίου; !
?

?
C C
H
H
H
H

?
Υπάρχουν τέσσερις σ δεσμοί (s-sp2
), ένας σ δεσμός (sp2
-sp2
) και
ένας π δεσμός (p-p)
C C
H
H
H
H

Τι είδους δεσμοί υπάρχουν στο μόριο του αιθινίου; !
?

?
H C C H

?
Υπάρχουν δύο σ δεσμοί (s-sp), ένας σ δεσμός (sp-sp) και δύο π δεσμοί (p-p)
H C C H

Τι είδους δεσμοί υπάρχουν στο μόριο του προπαδιενίου; !
?

?
C C C
H
H
H
H

?
Υπάρχουν τέσσερις σ δεσμοί (s-sp2
), δύο σ δεσμοί (sp2
-sp) και δύο π δεσμοί (p-p)
C C C
H
H
H
H

Τι είδους δεσμοί υπάρχουν στο μόριο του προπινίου; !
?

?
C C CH
H
H
H

?
Υπάρχουν ένας σ δεσμός (s-sp), ένας σ δεσμός (sp-sp),
ένας σ δεσμός (sp-sp3
), τρεις σ δεσμοί (sp3
-s) και δύο π δεσμοί (p -p)
C C CH
H
H
H

Τι είδους δεσμοί υπάρχουν στο μόριο του βενζολίου; !
?

?
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H

?
Υπάρχουν έξι σ δεσμοί (s-sp2
), έξι σ δεσμοί (sp2
-sp2
) και τρεις π δεσμοί (p-p)
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H

+ H2C C
H
H
H
H
CH
H
H
C
H
H
H
Πόσοι σ δεσμοί υπάρχουν στα μόρια αιθένιο, υδρογόνο και αιθάνιο;
?

+ H2C C
H
H
H
H
CH
H
H
C
H
H
H
Πόσοι σ δεσμοί υπάρχουν στα μόρια αιθένιο, υδρογόνο και αιθάνιο;
Στο αιθένιο υπάρχουν τέσσερις σ δεσμοί (s-sp2
) και ένας σ δεσμός (sp2
-sp2
), στο
μόριο του υδρογόνου υπάρχει ένας σ δεσμός (s -s) και
τέλος στο μόριο του αιθανίου υπάρχουν έξι σ δεσμοί (sp3
-sp3
)
και ένας π δεσμοί (p-p)

Ποια από τις παρακάτω ενώσεις έχει τους περισσότερους σ δεσμούς;
H2C C
H
C
H
CH2
Απολυτήριες εξετάσεις Χημείας Γ΄ τάξης ημερήσιου Γενικού Λυκείου
Θετικής κατεύθυνσης 2007
?
CH3CH2CH3
CH3CH CH2
HC C CH3
α).
β).
γ).
δ).

Ποια από τις παρακάτω ενώσεις έχει τους περισσότερους σ δεσμούς;
H2C C
H
C
H
CH2
?
CH3CH2CH3
CH3CH CH2
HC C CH3
α).
β).
γ).
δ).
Σωστή είναι η β) απάντηση

α). 8σ και 3π δεσμοί
β). 9σ και 2π δεσμοί
γ). 10σ και 1π δεσμοί
δ). 8σ και 2π δεσμοί
Στο μόριο του 1,3-βουταδιενίου υπάρχουν!
?

?
H2C C
H
C
H
CH2

?
H2C C
H
C
H
CH2
Σωστή είναι η β) απάντηση

Απολυτήριες εξετάσεις Χημείας
Δ΄ τάξης εσπερινού Ενιαίου Λυκείου 2002
α).
β).
γ).
δ).
Ο σ δεσμός που προκύπτει με επικάλυψη sp2
-sp2
υβριδικών τροχιακών
υπάρχει στην ένωση
?
CH4
H3C CH3
H2C CH2
HC CH

Απολυτήριες εξετάσεις Χημείας
α).
β).
γ).
δ).
Ο σ δεσμός που προκύπτει με επικάλυψη sp2
-sp2
υβριδικών τροχιακών
υπάρχει στην ένωση
?
CH4
H3C CH3
H2C CH2
HC CH
Σωστή είναι η γ) απάντηση

Επαναληπτικές απολυτήριες εξετάσεις Χημείας
α. sp3
– sp3
β. sp – sp
γ. sp2
– sp
δ. sp2
– sp2
Στο µόριο του CH2=CH-Cl, ο σίγμα δεσμός (σ) μεταξύ των ατόμων του
άνθρακα προκύπτει µε επικάλυψη υβριδικών τροχιακών
?

α. sp3
– sp3
β. sp – sp
γ. sp2
– sp
δ. sp2
– sp2
Στο µόριο του CH2=CH-Cl, ο σίγμα δεσμός (σ) μεταξύ των ατόμων του
άνθρακα προκύπτει µε επικάλυψη υβριδικών τροχιακών
?
Σωστή είναι η δ) απάντηση

α. δύο δεσμούς σ του τύπου sp – s
β. δύο δεσμούς σ του τύπου sp2
– sp2
γ. ένα δεσμό σ τύπου sp2
– sp2
και ένα π δεσμό που προκύπτει µε επικάλυψη pz–pz
δ. ένα δεσμό σ τύπου sp – s και ένα δεσμό π που προκύπτει µε επικάλυψη pz–pz
Στο µόριο του CH2=CH2 τα δύο άτομα του C συνδέονται μεταξύ τους µε
?

α. δύο δεσμούς σ του τύπου sp – s
β. δύο δεσμούς σ του τύπου sp2
– sp2
γ. ένα δεσμό σ τύπου sp2
– sp2
και ένα π δεσμό που προκύπτει µε επικάλυψη pz–pz
δ. ένα δεσμό σ τύπου sp – s και ένα δεσμό π που προκύπτει µε επικάλυψη pz–pz
Στο µόριο του CH2=CH2 τα δύο άτομα του C συνδέονται μεταξύ τους µε
?
Σωστή είναι η γ) απάντηση

Υβριδισμός
Κένταυρος
Μινώταυρος
Παν
Τρίτων
Κυνοκέφαλος
Σειρήνες
Σφήκα

Hybridization v01

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Hybridization v01

Similar to Hybridization v01 (20)

Hybridization v01