Differenza tra l'ibridazione sp sp2 e sp3

Differenza principale - sp vs sp² vs sp³ ibridazione

Gli orbitali sono strutture ipotetiche che possono essere riempite di elettroni. Secondo diverse scoperte, gli scienziati hanno proposto forme diverse per questi orbitali. Esistono tre tipi principali di orbitali: orbitali atomici, orbitali molecolari e orbitali ibridi. Gli orbitali atomici di un atomo subiscono l'ibridazione per rendere idonei orbitali per il legame chimico. In chimica, l'ibridazione è la miscelazione di diversi orbitali atomici per formare orbitali ibridi. Esistono diverse forme di ibridazione che rendono diverse forme di orbitali ibridi come sp, sp² e sp³ orbitali ibridi. Questi orbitali sono formati dall'ibridazione degli orbitali atomici s e p in diversi rapporti. La principale differenza tra sp sp² e sp³ l'ibridazione è quella L'ibridazione sp forma orbitali ibridi aventi caratteristiche orbitali del 50% e sp² l'ibridazione forma orbitali ibridi aventi il ​​33% delle caratteristiche orbitali mentre sp³ l'ibridazione forma orbitali ibridi con caratteristiche orbitali del 25%.

Aree chiave coperte

1. Cos'è l'ibridazione sp
     - Definizione, calcolo delle caratteristiche S e P, altre caratteristiche
2. Che cos'è sp² ibridazione
     - Definizione, calcolo delle caratteristiche S e P, altre caratteristiche
3. Che cos'è sp³ ibridazione
     - Definizione, calcolo delle caratteristiche S e P, altre caratteristiche
4. Qual è la differenza tra sp sp² e sp³ ibridazione
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Orbita atomica, Orbitali ibridi, Ibridazione, Orbitali, ibridazione Sp, Sp² Ibridazione, Sp³ ibridazione

Cos'è l'ibridazione sp

L'ibridazione sp è l'ibridazione che ha luogo tra l'orbitale atomico e l'orbitale atomico p. Un guscio di elettroni contiene tre orbitali p. Pertanto, dopo l'ibridazione di un orbitale s con uno di questi orbitali p, ci sono due orbitali p non ibridizzati presenti in quell'atomo. Qui, consideriamo che tutti gli orbitali s e p sono semplicemente orbitali atomici (s + p). Il rapporto tra s e p orbitali è 1: 1. Pertanto la frazione di orbitale s è 1/2, e la frazione di orbitali p è 1/2.

S (o p) percentuale caratteristica = orbitali atomici totali x (1/2) x 100%
                                                              = 50%

Figura 1: ibridazione sp

Gli orbitali ibridi risultanti hanno il 50% delle caratteristiche s e il 50% delle caratteristiche p. Poiché sono formati solo due orbitali ibridi, la disposizione spaziale degli orbitali sp è lineare. I due orbitali ibridi sono diretti verso direzioni opposte. Quindi, l'angolo tra questi orbitali è 180^oC.

Che cos'è sp² ibridazione

sp² l'ibridazione è la miscelazione del proprio orbitale atomico con due p orbitali atomici. Gli orbitali ibridi di nuova formazione sono noti come sp² orbitali ibridi. Gli orbitali ibridi risultanti hanno circa il 33,33% dei caratteri s e circa il 66,66% dei caratteri p. Questo perché un totale di tre orbitali atomici sono coinvolti nell'ibridazione e le percentuali delle caratteristiche di s e p variano come segue.

Qui, consideriamo che tutti gli orbitali s e p sono semplicemente orbitali atomici (s + p + p). Il rapporto tra s e p orbitali è 1: 2. Pertanto la frazione di orbitale s è 1/3 e la frazione di orbitali p è 2/3. 

Percentuale caratteristica S = orbitali atomici totali x (1/3) x 100%
                                                  = 33,33%
Percentuale caratteristica P = orbitali atomici totali x (2/3) x 100%
                                                  = 66,66%

Figura 2: sp² ibridazione

La disposizione spaziale di sp² gli orbitali ibridi sono planari trigonali. Pertanto, l'angolo tra questi orbitali è 120^oC. Gli atomi che subiscono questa ibridazione hanno un porbitale non ibridato perché solo due dei tre orbitali p sono coinvolti in questa ibridizzazione.

Che cos'è sp³ ibridazione

sp³ L'ibridazione è la miscelazione del proprio orbitale atomico con tre p orbitali atomici. Qui, gli atomi non hanno orbitali p non ibridati perché tutti e tre gli orbitali p sono coinvolti nell'ibridazione. Gli orbitali risultanti sono noti come sp³ orbitali ibridi. Come per la sp² orbitali, possiamo calcolare le caratteristiche s e p di questi orbitali.

Nella sp³ ibridazione, riteniamo che tutti gli orbitali s e p siano semplicemente orbitali atomici (s + p + p + p). Il rapporto tra orbitali s e p è 1: 3. Quindi la frazione di orbitale s è ¼, e la frazione di orbitali p è ¾.  

Percentuale caratteristica S = orbitali atomici totali x (1/4) x 100%
                                                  = 25%
percentuale caratteristica p = orbitali atomici totali x (3/4) x 100%
                                                  = 75%

Figura 3: sp³ ibridazione

Questi orbitali si formano quando i propri orbitali orbitali e 3 p sono ibridati. Gli orbitali ibridi risultanti hanno circa il 25% di caratteri s e circa il 75% di caratteri p. La disposizione spaziale di questi orbitali è tetraedrica. Pertanto, l'angolo tra questi orbitali è 109,5^oC.

Differenza tra sp sp² e sp³ ibridazione

Definizione

ibridazione sp: L'ibridazione sp è l'ibridazione che ha luogo tra l'orbitale atomico e l'orbitale atomico p.

sp² ibridazione: sp² l'ibridazione è la miscelazione del proprio orbitale atomico con due p orbitali atomici.

sp³ ibridazione: sp³ l'ibridazione è la miscelazione del proprio orbitale atomico con tre p orbitali atomici.

S Caratteristiche

ibridazione sp: La percentuale caratteristica degli orbitali ibridi sp è del 50%.

sp² ibridazione: La percentuale caratteristica di sp² gli orbitali ibridi sono 33,33%.

sp³ ibridazione: La percentuale caratteristica di sp³ orbitali ibridi è del 25%.

P Percentuale caratteristica di Orbitali ibridi

ibridazione sp: La percentuale p caratteristica degli orbitali ibridi sp è del 50%.

sp² ibridazione: La percentuale caratteristica p di sp² gli orbitali ibridi sono 66,66%.

sp³ ibridazione: La percentuale caratteristica p di sp³ orbitali ibridi è del 75%.

Angolo tra gli orbitali

ibridazione sp: L'angolo tra gli orbitali sp è 180 ° C.

sp² ibridazione: L'angolo tra sp² gli orbitali sono 120 ° C.

sp³ ibridazione: L'angolo tra sp³ gli orbitali sono 109,5 ° C.

Geometria

ibridazione sp: La geometria della disposizione orbitale nell'ibridazione sp è lineare.

sp² ibridazione: La geometria della disposizione orbitale in sp² l'ibridazione è trigonale planare.

sp³ ibridazione: La geometria della disposizione orbitale in sp³ l'ibridazione è tetraedrica.

Numero di Orbitali non ibridati

ibridazione sp: L'ibridazione sp si traduce in due orbitali p non ibridati.

sp² ibridazione: Sp² l'ibridizzazione risulta in un orbitale p un-ibridizzato.

sp³ ibridazione: Sp³ l'ibridazione non risulta in nessun orbitale p ibrido non ibridato.

Conclusione

L'ibridazione in chimica è sinonimo di miscelazione di diversi orbitali atomici per formare nuovi orbitali ibridi con caratteristiche diverse. Sp, sp² e sp³ le ibridazioni sono tali esempi. La principale differenza tra sp, sp² e sp³ l'ibridazione è che l'ibridazione sp forme orbitali ibridi aventi caratteristiche orbitali del 50% e sp² l'ibridazione forma orbitali ibridi aventi il ​​33% delle caratteristiche orbitali mentre sp³ l'ibridazione forma orbitali ibridi con caratteristiche orbitali del 25%.

Riferimento:

1. "Orbitali ibridi". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 luglio 2016, disponibile qui.
2. "Ibridazione orbitale". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 gennaio 2018, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Hybrydyzacja sp" di Joanna Kośmider - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia
2. "Hybrydyzacja sp2" di Joanna Kośmider - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia
3. "Hybrydyzacja sp3" di Joanna Kośmider - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia