orbitalių hibridizacija

orbitãlių hibridizãcija (lot. orbita – vėžė, apskritas kelias; lot. hybrida – mišrūnas), tariamų molekulinių orbitalių susidarymas iš atominių orbitalių cheminiam ryšiui paaiškinti. Įvairiai susinėrus skirtingoms orbitalėms susidaro naujos hibridinės orbitalės. Orbitalių hibridizacija galima tuomet, kai yra didelė ryšius sudarančių elementų atominių orbitalių sąnara (patvariausias hibridines orbitales sudaro periodų pradžioje esančių elementų atomai), artima atominių orbitalių energijai (hibridizuotis gali tik išorinio lygmens s ir p orbitalės ir išorinio arba priešišorinio lygmens d orbitalės), didelis atominių orbitalių elektronų tankis (kuo toliau nuo branduolio yra atominė orbitalė, tuo sunkiau ji hibridizuojasi). Hibridinėms orbitalėms susineriant energija padidėja. Hibridinės orbitalės tvirčiau susijungia su prijungiamo atomo orbitalėmis, todėl cheminis ryšys, kurį sudaro hibridinės orbitalės, yra stipresnis už nehibridinių orbitalių ryšius. Pagal hibridizuojančiųsi atominių orbitalių pavidalą ir skaičių skiriama sp, sp², sp³, dsp², d²sp³ orbitalių hibridizacija. sp hibridizacija vyksta tuomet, kai atome du ryšio elektronai yra panašios energijos s ir p orbitalėse. Susidariusios sp hibridinės orbitalės išsidėsto vienoje tiesėje – kampas tarp jų 180°. Tokius ryšius sudaro Be, Mg, Ca, Zn, Cd, Hg atomai, anglis CO₂ ir C₂H₂ molekulėse. sp² hibridizacija – vienodų hibridinių orbitalių susidarymas iš 3 skirtingų atominių orbitalių, pvz., iš 1 s ir 2 p orbitalių. Tokias hibridines orbitales sudaro B, Ga, Zn, Tl atomai, C atomai CO^2–₃ jone ir etileno molekulėje (kampas tarp hibridinių orbitalių 120°). sp³ hibridizacija vyksta tuomet, kai cheminį ryšį sudaro keturios vieno atomo orbitalės (s, p_x, p_y, p_z) – jos virsta 4 hibridinėmis sp³ orbitalėmis. Taip hibridizuojasi C atomai alkanų molekulėse, azotas – amonio jone, titanas (kampas tarp orbitalių 109°). dsp² hibridizacija – vienoje plokštumoje išsidėsčiusios p ir d orbitalės hibridizuojasi sudarydamos plokščios konfigūracijos orbitalių sistemą. Iš 4 atominių s, p_x, p_y ir d(x² – y²) orbitalių susidaro 4 hibridinės atominės orbitalės, esančios viena prieš kitą xy plokštumoje stačiu kampu. Jos sudaro 4 ryšius vienoje plokštumoje, nukreiptus iš centro į kvadrato kampus. Ši hibridizacija būdinga Ni, Au, Pt kompleksiniams jonams. d²sp³ hibridizacija vyksta hibridizuojantis 1 s, 3 p ir 2 d orbitalėms. Orbitalės išsidėsto oktaedro viršūnių kryptimis (90° kampu viena kitos atžvilgiu). Jei hibridizuojasi vidinė d orbitalė, orbitalių hibridizacija bus d²sp³ tipo (būdinga Cr, Mn, Fe, Co, Ni ir kitiems d elementų kompleksiniams junginiams, pvz., [Cr(NH₃)₆]³⁺, [Fe(CN)₆]^3– jonuose), jei hibridizuojasi išorinė d orbitalė, bus sp³d² hibridizacija (pvz., [Al(OH₂)₆]³⁺, [COF₆]^3– jonuose, SF₆, H₅IO₆ molekulėse). Orbitalių hibridizacija lemia cheminių ir kristalocheminių medžiagų sandarą. Hibridiniai ryšiai yra stipresni už ryšius, kuriuos sudaro nepakitę elektroniniai apvalkalai.

2509