Inhoud
Elektronen draaien rond hun atomen in banen. In de valentiebindingstheorie kunnen atomaire orbitalen van één atoom overlappen met de orbitalen van andere atomen om een molecuul te vormen, waardoor gloednieuwe, hybride orbitalen ontstaan. Dit fenomeen staat bekend als hybridisatie. Het bepalen van de hybridisatie van een molecuul kan helpen de vorm en structuur ervan te identificeren. Veel moleculen vestigen zich bijvoorbeeld in een vorm die de hoeveelheid afstoting tussen atomen en elektronen minimaliseert, waardoor een vorm ontstaat die zo min mogelijk energie vereist om te behouden. Het kennen van de soorten vormen die een molecuul zal aannemen wanneer het wordt gehybridiseerd, helpt onderzoekers beter te begrijpen hoe dat molecuul kan interageren met anderen. Hybridisatie beïnvloedt de soorten bindingen die een molecule kan maken.
Hybridisaties berekenen
Bepaal de soorten bindingen in het molecuul door eerst de chemische structuur van het molecuul te tekenen. Let met name op het aantal enkele, dubbele en driedubbele bindingen dat elk atoom maakt. Een molecuul koolstofdioxide heeft bijvoorbeeld twee dubbele bindingen. Het molecuul kan worden weergegeven als O = C = O, waarbij elk zuurstofatoom een dubbele binding met de centrale koolstof tot stand brengt.
Hybridisatie wordt gedefinieerd in termen van sp orbitalen. De s en p zijn een manier om de vorm aan te geven van de baanbanen die de elektronen afleggen. Voor s orbitalen is het pad ongeveer cirkelvormig. Voor p-orbitalen lijkt de vorm van het pad meer op een halter, waarbij het elektron voornamelijk in een van de twee gebieden bestaat in plaats van in een cirkelvormige baan.
Bepaal de hybridisatie van elke atoom met behulp van de aanwezige soorten bindingen. De aanwezigheid van geen dubbele bindingen duidt op een hybridisatie van sp3. Een atoom met een enkele dubbele binding heeft een hybridisatie van sp2. Een atoom met twee of meer dubbele bindingen, of met een enkele drievoudige binding, heeft een hybridisatie van sp.
Het koolstofatoom in CO2 heeft twee dubbele bindingen, één met elk zuurstofatoom. Daarom is de koolstofhybridisatie sp.
Bepaal de hybridisatie voor de andere atomen in het molecuul. Elk zuurstofatoom in CO2 heeft een enkele dubbele binding met de koolstof. De hybridisatie van elke zuurstof is daarom sp2.
Vind de algehele hybridisatie van het molecuul door die van het centrale atoom te bepalen. In het geval van CO2 is koolstof het centrale atoom. Omdat koolstof een hybridisatie van sp heeft, is de totale hybridisatie van het molecuul sp.