Hibridizacija C-atoma

S teorijo odboja valenčnih elektronskih parov ne moremo pojasniti nastanka vezi med atomi v molekulah. Seznanili se boste z novo teorijo, teorijo hibridizacije, ki pomaga razložiti nastajanje enojnih, dvojnih in trojnih vezi v molekulah. Naučili se boste razlikovati med σ-vezmi (sigma-vezmi) in π-vezmi (pi-vezi) in spoznali, kako vrsta hibridizacije ogljikovega atoma določa vrsto vezi med atomi in obliko molekul.

Za ponovitev

Pri odgovoru na vprašanje, kako vezi nastanejo, si moramo pomagati s kvantno mehaniko. Iz položaja ogljikovega atoma v periodnem sistemu lahko razberemo, da ima 6 elektronov ter da sta dva v prvi, štirje pa v drugi lupini. Znamo tudi zapisati elektronsko konfiguracijo ogljikovega atoma. Prikazana je na animaciji.

Hibridizacija

V valenčni lupini ogljika manjkajo štirje elektroni do polne zasedenosti in elektronske konfiguracije žlahtnega plina oz. so štirje elektroni preveč. V molekuli metana ima vsak vodikov atom po dva elektrona, ogljikov atom pa ima osem elektronov. Z eksperimenti so dokazali, da so vse štiri vezi C−H v metanu popolnoma enakovredne. To pa pomeni, da se energija in oblika orbital spremeni glede na prvotne orbitale atoma ogljika. Nove orbitale morajo imeti vse enako energijo in obliko. Ta pojav razloži znanstveni model, ki se imenuje hibridizacija. Hibridizacija je računski postopek, s katerim dobimo iz določenega števila atomskih orbital enako število novih - hibridnih orbital. Na animaciji si poglejte, kakšna je elektronska konfiguracija atoma ogljika pred vezavo z vodikovi atomi v molekulo metana.

Če ste pozorno spremljali animacijo, ste opazili, da preide eden od elektronov iz orbitale 2s v prazno orbitalo 2p_z. V vsaki orbitali je tako po en elektron. Orbitale še niso izenačene po obliki in energiji.