रासायनिक संकरण sp, sp2, sp3

रासायनिक संकरण परमाणु ऑर्बिटल्स का "मिश्रण" है, जिसकी अवधारणा 1931 में रसायनशास्त्री लिनुस पॉलिंग ने थ्योरी ऑफ द लिंक ऑफ वेलेंसिया (TEV) की खामियों को कवर करने के लिए पेश की थी। क्या खामियां? ये हैं: आणविक ज्यामितीय और अणु में बराबर लिंक लंबाई मीथेन (सीएच) की तरह₄).

TEV के अनुसार, मीथेन में C के परमाणु ऑर्बिटल्स चार H परमाणुओं के साथ चार in बॉन्ड बनाते हैं। C के फॉर्मस फॉर्म (नीचे की छवि) वाले 2p ऑर्बिटल्स एक-दूसरे के लंबवत होते हैं, इसलिए Hs को अलग करना चाहिए। 90 others कोण पर दूसरों के.

इसके अतिरिक्त, सी के 2 एस (गोलाकार) कक्षीय अन्य तीन एच के संबंध में 135 an के कोण पर एच के 1 एस कक्षीय से जुड़ा हुआ है। हालांकि, यह प्रयोगात्मक रूप से पाया गया है कि सीएच में कोण।₄ 109.5s हैं और, इसके अलावा, C-H बॉन्ड की लंबाई बराबर है.

इसे समझाने के लिए, मूल परमाणु ऑर्बिटल्स के संयोजन को चार पतित संकर ऑर्बिटल्स (समान ऊर्जा का) बनाने पर विचार करना चाहिए। यहाँ रासायनिक रसायन आता है। हाइब्रिड ऑर्बिटल्स क्या हैं? यह उन परमाणु कक्षाओं पर निर्भर करता है जो उन्हें उत्पन्न करते हैं। वे इन की इलेक्ट्रॉनिक विशेषताओं का मिश्रण भी प्रदर्शित करते हैं.

सूची

• 1 sp3 संकरण
  • १.१ व्याख्या
  • 1.2 लिंक के कोणों का विचलन
• 2 संकरण sp2
• 3 संकरण सपा
• 4 संदर्भ

संकरण सपा³

सीएच के मामले में₄, C का संकरण सपा है³. इस दृष्टिकोण से, आणविक ज्यामिति को चार एसपी ऑर्बिटल्स के साथ समझाया गया है³ 109.5 a पर अलग हो गया और टेट्राहेड्रोन के कोने की ओर इशारा किया.

ऊपर की छवि में आप देख सकते हैं कि sp ऑर्बिटल्स कैसे हैं³ (हरा) परमाणु के चारों ओर एक टेट्राहेड्रल इलेक्ट्रॉनिक वातावरण स्थापित करता है (A, जो CH के लिए C है₄).

एक अलग ज्यामिति को "आकर्षित" करने के लिए 109.5 to और अन्य कोण क्यों नहीं? कारण यह है कि यह कोण ए से जुड़े चार परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण को कम करता है.

इस तरह, सीएच अणु₄ टेट्राहेड्रोन (टेट्राहेड्रल आणविक ज्यामिति) के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है.

यदि, H के बजाय C, परमाणुओं के अन्य समूहों के साथ संबंध बनाता है, तो उसका संकरण क्या होगा? जब तक कार्बन चार the बांड (C-A) बनाता है, तब तक इसका संकरण होगा³.

यह माना जा सकता है कि सीएच जैसे अन्य कार्बनिक यौगिकों में₃ओह, CCl₄, सी (सीएच)₃)₄, सी₆एच₁₂ (cyclohexane), आदि, कार्बन में एक सपा संकरण है³.

यह कार्बनिक संरचनाओं को स्केच करने के लिए मौलिक है, जहां साधारण बॉन्ड वाले कार्बन डाइवर्जन के बिंदुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं; यही है, संरचना एक विमान में नहीं रहती है.

व्याख्या

गणितीय पहलुओं (लहर कार्यों) को संबोधित किए बिना इन संकर कक्षाओं के लिए सबसे सरल व्याख्या क्या है? सपा की परिक्रमा³ इसका मतलब है कि वे चार ऑर्बिटल्स द्वारा उत्पन्न हुए थे: एक एस और तीन पी.

क्योंकि इन परमाणु ऑर्बिटल्स का संयोजन आदर्श माना जाता है, चार sp ऑर्बिटल्स³ परिणामस्वरूप समान हैं और अंतरिक्ष में विभिन्न झुकावों पर कब्जा करते हैं (जैसे कि ऑर्बिटल्स पी_एक्स, पी_और और पी_z).

उपरोक्त शेष संभव संकरणों के लिए लागू है: जो हाइब्रिड ऑर्बिटल्स बनते हैं, वे संयुक्त परमाणु ऑर्बिटल्स के समान हैं। उदाहरण के लिए, संकर ऑर्बिटल्स³घ² वे छह परमाणु कक्षाओं से बनते हैं: एक एस, तीन पी और दो डी.

लिंक के कोणों का विचलन

वालेंसिया (VSEPR) के इलेक्ट्रॉनिक जोड़े के प्रतिकर्षण के सिद्धांत के अनुसार, मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी एक जुड़े परमाणु की तुलना में अधिक मात्रा में होती है। इसके कारण लिंक अलग हो जाते हैं, इलेक्ट्रॉनिक तनाव कम हो जाता है और 109.5les कोण का विचलन हो जाता है:

उदाहरण के लिए, पानी के अणु में H परमाणु sp ऑर्बिटल्स से बंधे होते हैं³ (हरे रंग में), और इलेक्ट्रॉनों के जोड़े भी साझा नहीं करते हैं: "" इन ऑर्बिटल्स पर कब्जा करते हैं.

इलेक्ट्रॉनों के इन जोड़ों के प्रतिकर्षण को आमतौर पर "आंखों के साथ दो ग्लोब" के रूप में दर्शाया जाता है, जो उनकी मात्रा के कारण, दो बांडों को पीछे छोड़ते हैं-O-H.

इस प्रकार, पानी में लिंक के कोण वास्तव में 105 instead हैं, बजाय टेट्राहेड्रल ज्यामिति के लिए अपेक्षित 109,5 the के बजाय.

H के पास ज्यामिति क्या है?₂हे? इसमें कोणीय ज्यामिति है। क्यों? क्योंकि यद्यपि इलेक्ट्रॉनिक ज्यामिति टेट्राहेड्रल है, गैर-साझा इलेक्ट्रॉनों के दो जोड़े इसे कोणीय आणविक ज्यामिति से अलग करते हैं.

संकरण सपा²

जब एक परमाणु दो p और एक s ऑर्बिटल्स को जोड़ता है, तो यह तीन sp हाइब्रिड ऑर्बिटल्स उत्पन्न करता है²; हालाँकि, एक कक्षीय पी अपरिवर्तित रहता है (क्योंकि वे तीन हैं), जिसे ऊपर की छवि में नारंगी पट्टी के रूप में दर्शाया गया है.

यहाँ, तीन sp ऑर्बिटल्स² वे नारंगी पट्टी से अपने अंतर को उजागर करने के लिए हरे हैं: "शुद्ध" पी ऑर्बिटल.

संकरण के साथ एक परमाणु² एक फ्लैट त्रिकोणीय मंजिल के रूप में कल्पना की जा सकती है (त्रिकोण जो sp ऑर्बिटल्स के साथ खींचा गया है² हरे रंग का), इसके कोने 120 color कोण और लंबवत एक पट्टी से अलग होते हैं.

और शुद्ध पी ऑर्बिटल की क्या भूमिका है? एक डबल बॉन्ड (=) बनाने की। सपा की परिक्रमा² तीन, बॉन्ड के गठन की अनुमति दें, जबकि शुद्ध पी ऑर्बिटल एक a बॉन्ड (एक डबल या ट्रिपल बॉन्ड एक या दो or बॉन्ड).

उदाहरण के लिए, कार्बोनिल समूह और फॉर्मलाडिहाइड अणु (एच) की संरचना को आकर्षित करने के लिए₂सी = ओ), आय इस प्रकार है:

सपा की परिक्रमा² C और O दोनों एक बंधन form बनाते हैं, जबकि उनकी शुद्ध कक्षा एक बंधन π (नारंगी आयत) बनाती है.

यह देखा जा सकता है कि कैसे अन्य इलेक्ट्रॉनिक समूहों (एच परमाणुओं और गैर-साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े) को अन्य sp ऑर्बिटल्स में स्थित किया जाता है।², 120º द्वारा अलग किया गया.

संकरण सपा

ऊपरी छवि स्पोम संकरण के साथ एक परमाणु ए दिखाती है। यहाँ, एक कक्षीय s और एक p कक्षीय संयुक्त दो पतित sp orbitals उत्पन्न करता है। हालाँकि, अब दो शुद्ध पी ऑर्बिटल्स अपरिवर्तित रहते हैं, जो ए को दो डबल बॉन्ड या ट्रिपल बॉन्ड बनाने की अनुमति देते हैं (p).

दूसरे शब्दों में: यदि किसी संरचना में कोई C उपरोक्त (= C = या C )C) का अनुपालन करता है, तो उसका संकरण सपा होता है। अन्य कम चित्रण परमाणुओं के लिए - जैसे कि संक्रमण धातुएं - इलेक्ट्रॉनिक और आणविक ज्यामितीयों का वर्णन जटिल है क्योंकि ऑर्बिटल्स डी और यहां तक ​​कि एफ ऑर्बिटल्स भी माना जाता है।.

संकर ऑर्बिटल्स को 180 or के कोण से अलग किया जाता है। इस कारण से लिंक किए गए परमाणुओं को एक रैखिक आणविक ज्यामिति (बी-ए-बी) में व्यवस्थित किया जाता है। अंत में, नीचे दी गई छवि में आप साइनाइड आयनों की संरचना देख सकते हैं:

संदर्भ

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