היברידיזציה

[reckon]

היברידיזציה

לא ממש הבנתי לפי מה יודעים שפחמן בCH4 יש SP^3 ולמה זה רשום ברבים. הכוונה שלכל H מתחבר אורביטל משותף עם הC, נכון? בכל זאת לפי מה יודעים שזה דווקא SP^3?

מה זה הhים בסוף העמוד? לא מוסבר מה זה.

 

[reckon]

עוד שאלה

 

[reckon]

השאלה היא

איך מגיעים לכל זה. למהSP^2 ומה זה הHים.

 

[BigBadWolf]

לאטום פחמן יש 4 אורביטלים אפשריים

האורביטלים (ברמת הערכיות) של אטום מימן הם s, px, py, pz. לא משנה איך נעשה היברידיזציות בין האורביטלים האלו בכל מקרה הם ישארו 4 אורביטלים. אם אטום הפחמן קשור ל-4 אטומים זאת אומרת שכל האורביטלים משתתפים בקשר. בפחמן הקשירה הכי יציבה מתקיימת כשכל האורביטלים הקושרים (קשרי סיגמה) עוברים היברידיזציה ומכיוון שאורביטל s אחד עבר היברידיזציה עם 3 אורביטלי p נקבל היברידיזציית sp3 (שפרושו בדיוק היברידיזציה בין s אחד ל-3 p. כל אטום מימן קשור לאחת מ-4 ההיברידיזציות של אטום הפחמן.
אם לדוגמה הפחמן היה קשור לחמצן אחד ו-2 מימנים, סה"כ 3 אטומים נצטרך ליצור היבריסיזציה של 3 אורביטלים - s, px, py ואז ההיברידים יקראו sp2. אורביטל pz במקרה זה ישאר אורביטל p לא היברידי וישתתף בקישור פאי.

ה-hים בסוף הם ייצוג מתמטי לאורביטלים ההיברידיים שנוצרו.

 

[reckon]

הבהרות

א) האם היברידיזציה זה משהו בין אורביטלים של אותו האטום או בין אטומים שונים?אתה כותב "האורביטלים של אטום מימן הם s, px, py, pz. לא משנה איך נעשה היברידיזציות בין האורביטלים האלו..." כלומר כמסכלים על פחמן בודד כבר יש היבידיצזיה בין האורביטלים?
ב) אחרי זה אתה כותב " כל אטום מימן קשור לאחת מ-4 ההיברידיזציות של אטום הפחמן." כלומר אפשר להבין מזה שמימנים מתחברים לפחמן בהיברידיזציה משופת. כלומר ישנו אוריבטל משותף של H עם C. הוא בעצמו לא נחשב להיברידיזציה?
ג) כשכותבים SP3 מתכוונים ל"אוריבטל אחד גדול" שהוא חיבור של s, px, py, pz או ל3 אובייקטים שונים?
ד) בhים- מה זה הפולסים והמינוסים? מה הם מייצגים ולפי מה יודעים?
ה) מה זה ציר סימטריה של אוריבטל?

אני לא כימאי. פשוט במצב מוצק בפיזיקה דורשים לדעת דברים שלא למדנו בשום מקום וחושבים שלתת לנו דף אחד לקרוא יספיק בשביל להבין מה זה היברידיזציה.

 

[BigBadWolf]

בשביל להבין מצב מוצק לא צריך לדעת הברידיזציות

לא הבנת את מה שכתבתי, נא קרא שוב.
א. בין אורביטלים של אותו אטום בלבד. במשפט הראשון התכוונתי לאטום פחמן, לא מימן.
לגבי סוף השאלה ב-א', אני הולך קצת לבלבל אותך אז תשים לב. אם זה קשה לך מידי אתה מוזמן לוותר על השאלה. למעשה, היברידיזציות הן רק דרך אחרת להסתכל על אותם אורביטלים. מבחינה מתמטית זה בכלל לא משנה איך מגדירים את האורביטלים כל עוד מספר האורביטלים נשאר קבוע ויחד הם יוצרים בסיס אורטו-נורמלי של מרחב הפונקציות שפותרות את בעיית אטום דמוי מימן. לכן, אתה לא באמת יכול לשאול אם אטום פחמן בודד נמצא בהיברידיזציה מסויימת כי כל צורות ההצגה של האורביטלים שקולות כל עוד לא הוספת אטומים נוספים לבעיה.

ב. אין כזה דבר היברידיזציה משותפת. אטום המימן קשור לאטום הפחמן בקשר קוולנטי - אורביטל 1s של אטום המימן יוצר אינטראקציה עם אחד האורביטלים ההיברידיים של אטום הפחמן ויחד הם יוצרים אורביטל קשר (למעשה שני אורביטלי קשר, אחד קושר ואחד אנטי-קושר בגלל שימור אורביטלים). אבל זה לא נקרא היברידיזציה.

ג. 4 אורביטלים שונים, זכור שימור מספר אורביטלים - s, px, py, pz סך הכל 4 אורביטלים. sp3 זה סוג היברידיזציה שעושה היברידיזציה לאורביטל s אחד ו-3 אורביטלי p. יחד הם יוצרים 4 אורביטלים היברידיים.

ד. זה ייצוג מתמטי של ההיברידיזציות. (כאן באמת אין לי ברירה אלא לחזור לתאור מרחב הפונקציות מ-א') אם s, px, py, pz יוצרים מרחב אורטונורמלי אז h1, h2, h3, h4 הם בסיס אורטונורמלי שפורש את אותו מרחב. שים לב שמה שיש שם זה למעשה כל אופציות הפלוס והמינוס האפשריות (חוץ מאופציות שהן בדיוק מניוס של אופציה אחרת כי זה למעשה יוצר את אותו אורביטל).

ה. זה הציר שסביבו האורביטל סימטרי. לדוגמה, אם תסתכל על האורביטל px תראה שהוא סימטרי סביב ציר x. אורביטל s הוא סימטרי לחלוטין (למעשה הוא כדור).