Teorie hybridizace

Teorie hybridizace

Hybridizace je sjednocování atomových orbitalů s blízkými hodnotami energií. V průběhu slučování vznikají z původních atomových orbitalů nové, hybridní orbitaly, jež mají stejnou energii a tvar.
Excitivaný (vzbuzený) stav je stav, při němž dochází oproti základnímu stavu k přeskočení elektronu do orbitalu s vyšší energiií a tím k „přípravě“ na vytvoření hybridizovaných orbitalů.
 

Typy hybridizace

1. Hybridizace SP

Dochází při ní k sjednocení jednoho orbitalu s a jednoho orbitalu p za vzniku dvou hybridních orbitalů sp, které spolu svírají úhel 1800. Všechny molekuly, jejichž středový atom má tento typ hybridizace, mají lineární tvar. Jednotlivé hybridní orbitaly se označují malými písmeny (sp), kdežto hybridizace jako obecný typ se značí velkými písmeny (SP). Příklady sloučenin: HCN, CO2, halogenidy a hydridy kovů alkalických zemin.
Př. Vznik molekuly BeF2
 

2. Hybridizace SP2

Je typ hybridizace, při níž z jednoho orbitalu s a dvou orbitalů p vznikají tři hybridní orbitaly sp2. Jsou orientované do vrcholů rovnostranného trojúhelníku a jejich osy spolu svírají úhel 1200. Molekula má plošný tvar. Příklady sloučenin:BX3, AlX3 (X = H, F, Cl), SO3.
Př. Vznik molekuly BF3
 

3. Hybridizace SP3

Je typ hybridizace, při níž z jednoho orbitalu s a tří orbitalů p vznikají čtyři hybridní hybridní orbitaly sp3. Směřují do vrcholu čtyřstěnu čili tetraedru. Jejich osy spolu svírají úhly 1090 28´. Hybridizace SP3 je nejvyšší typ hybridizace, které mohou dosáhnout prvky druhé periody, protože již nemají další prázdné (vakantní) orbitaly potřebné k vytvoření vazeb. Příklady sloučenin: CX4 (X = H, F, Cl), BH, NH,PH3, halogenidy fosforu, sulfan, voda, amoniak.
Př. Vznik molekuly CH4
 

4.  Hybridizace SP3D

  Je typ hybridizace, při níž z jednoho orbitalu s, tří orbitalů p a jednoho orbitalu d vzniká pět hybridních orbitalů sp3d. Směřují do vrcholu trigonální bipyramidy. Centrální atom je ve středu trigonální bipyramidy. Příklady sloučenin: halogenidy PV, AsV, SbV, BiV.
Př. Vznik molekuly PCl5
 

5. Hybridizace SP3D2

Je typ hybridizace, při níž z jednoho orbitalu s, tří orbitalů p a dvou orbitalů d vzniká šest hybridních orbitalů sp3d2. Směřují do vrcholů osmistěnu (oktaedru). Centrální atom je ve středu oktaedru. Příklady sloučenin: halogenidy SeVI, TeVI, [Fe(CN)6]4-, [Al(H2O)6]3+.
Př. Vznik molekuly SF6
 

Hybridizace atomu uhlíku v organických sloučeninách

Ve výše uvedených typech hybridizace se hovořilo o jednoduchých kovalentních vazbách mezi dvěma atomy čili o vazbě σ. Kovalentní vazby σ vznikají pouze z hybridních orbitalů. Mezi atomy uhlíku se uplatňuje pouze jedna vazba σ. Další vazba mezi uhlíky je vazba π, která vzniká z nehybridizovaných orbitalů p. Atom uhlíku má tak tři možnosti hybridizace – SP3, SP2 a SP