Skillnad mellan sp sp2 och sp3 hybridisering

Huvudskillnad - sp vs sp² vs sp³ hybridisering

Orbitaler är hypotetiska strukturer som kan fyllas med elektroner. Enligt olika upptäckter har forskare föreslagit olika former för dessa orbitaler. Det finns tre huvudtyper av orbitaler: atomära orbitaler, molekylära orbitaler och hybridorbitaler. Atomomgångar av en atom genomgår hybridisering för att göra lämpliga orbitaler för kemisk bindning. I kemi är hybridisering blandningen av olika atomorbitaler för att bilda hybridorbitaler. Det finns olika former av hybridiseringar som gör olika former av hybridorbitaler såsom sp, sp² och sp³ hybrid orbitaler. Dessa orbitaler bildas av hybridiseringen av s- och p-atomorbitaler i olika förhållanden. Huvudskillnaden mellan sp sp² och sp³ hybridisering är det sp hybridiseringen bildar hybrid orbitaler som har 50% s orbitala egenskaper och sp² hybridisering bildar hybridorbitaler som har 33% s orbitala egenskaper medan sp³ hybridisering bildar hybridorbitaler som har 25% s orbitala egenskaper.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är sphybridisering
     - Definition, Beräkning av S och P Egenskaper, Övriga Funktioner
2. Vad är sp² hybridisering
     - Definition, Beräkning av S och P Egenskaper, Övriga Funktioner
3. Vad är sp³ hybridisering
     - Definition, Beräkning av S och P Egenskaper, Övriga Funktioner
4. Vad är skillnaden mellan sp sp² och sp³ hybridisering
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga termer: Atomisk Orbitalt, Hybrid Orbitaler, Hybridisering, Orbitaler, Sphybridisering, Sp² Hybridisering, Sp³ hybridisering

Vad är sphybridisering

sp hybridisering är hybridiseringen som äger rum mellan ett atomärt orbitalt och ett atomärt orbital. Ett elektronskal innehåller tre p orbitaler. Därför, efter hybridiseringen av en s-orbital med en av dessa p-orbital, finns det två o-hybridiserade p-orbital närvarande i den atomen. Här betraktar vi att alla s och p orbitaler är bara atomära orbitaler (s + p). Förhållandet mellan s och p orbitaler är 1: 1. Därför är fraktionen av s orbital 1/2 och fraktionen av p orbitaler är 1/2.

S (eller p) karaktäristisk procentandel = totala atomorbitaler x (1/2) x 100%
                                                              = 50%

Figur 1: sp-hybridisering

De resulterande hybridorbitalerna har 50% s egenskaper och 50% p egenskaper. Eftersom endast två hybridorbitaler bildas är spatiala arrangemanget av sp orbitaler linjärt. De två hybridorbitalerna riktas mot motsatta riktningar. Vinkeln mellan dessa orbitaler är således 180^oC.

Vad är sp² hybridisering

sp² hybridisering är blandningen av en s atomomgång med två p atoma orbitaler. De nybildade hybridorbitalerna är kända som sp² hybrid orbitaler. De resulterande hybrid orbitalerna har cirka 33,33% av s tecken och cirka 66,66% av p tecken. Detta beror på att totalt tre atomorbitaler är involverade i hybridiseringen, och procentsatserna av s och p egenskaper varierar enligt följande.

Här betraktar vi att alla s och p orbitaler är bara atomära orbitaler (s + p + p). Förhållandet mellan s och p orbitaler är 1: 2. Därför är fraktionen av s orbital 1/3 och fraktionen av p orbitaler är 2/3. 

S karakteristisk procentandel = totala atomorbitaler x (1/3) x 100%
                                                  = 33,33%
P karakteristisk procentandel = totala atomorbitaler x (2/3) x 100%
                                                  = 66,66%

Figur 2: sp² hybridisering

Spatiala arrangemanget av sp² hybrida orbitaler är trigonala planar. Därför är vinkeln mellan dessa orbitaler 120^oC. Atomerna som genomgår denna hybridisering har 1 icke-hybridiserad p-orbital eftersom endast två av tre p-orbitaler är involverade i denna hybridisering.

Vad är sp³ hybridisering

sp³ Hybridisering är blandningen av en s atomomgång med tre p atomära orbitaler. Här har atomerna icke-hybridiserade p-orbitaler eftersom alla tre p-orbitalerna är involverade i hybridisering. De resulterande orbitalerna är kända som sp³ hybrid orbitaler. Samma som för sp² orbitaler, kan vi beräkna s och p egenskaper hos dessa orbitaler.

I sp³ hybridisering, anser vi att alla s och p orbitaler är bara atomära orbitaler (s + p + p + p). Förhållandet mellan s och p orbitaler är 1: 3. Därför är fraktionen av s orbital ¼, och fraktionen av p-orbital är ¾.  

S karakteristisk procentandel = totala atomorbitaler x (1/4) x 100%
                                                  = 25%
p karakteristisk procentandel = totala atomorbitaler x (3/4) x 100%
                                                  = 75%

Figur 3: sp³ hybridisering

Dessa orbitaler bildas när en s orbital och 3 p orbitaler hybridiseras. De resulterande hybridorbitalerna har omkring 25% av s tecken och cirka 75% av p tecken. Den rumsliga arrangemanget för dessa orbitaler är tetraedral. Därför är vinkeln mellan dessa orbitaler 109,5^oC.

Skillnad mellan sp sp² och sp³ hybridisering

Definition

sphybridisering: sp hybridisering är hybridiseringen som äger rum mellan ett atomärt orbitalt och ett atomärt orbital.

sp² hybridisering: sp² hybridisering är blandningen av en s atomomgång med två p atoma orbitaler.

sp³ hybridisering: sp³ hybridisering är blandningen av en s atomomgång med tre p atomära orbitaler.

S Egenskaper

sphybridisering: S karakteristiska procentandel av sp-hybrid-orbitaler är 50%.

sp² hybridisering: S karakteristiska procentandel av sp² hybrid orbitaler är 33,33%.

sp³ hybridisering: S karakteristiska procentandel av sp³ hybrid orbitaler är 25%.

P Karakteristisk Andel av Hybrid Orbitaler

sphybridisering: Den p-karakteristiska andelen sp-hybrid-orbitaler är 50%.

sp² hybridisering: Den p karakteristiska procenten av sp² hybrid orbitaler är 66,66%.

sp³ hybridisering: Den p karakteristiska procenten av sp³ hybrid orbitaler är 75%.

Vinkel mellan orbitaler

sphybridisering: Vinkeln mellan sp orbitaler är 180 ° C.

sp² hybridisering: Vinkeln mellan sp² orbitaler är 120 ° C.

sp³ hybridisering: Vinkeln mellan sp³ orbitalerna är 109,5 ° C.

Geometri

sphybridisering: Geometri för orbitalarrangemang i sp-hybridisering är linjär.

sp² hybridisering: Geometrin av orbitalarrangemanget i sp² hybridisering är trigonal plan.

sp³ hybridisering: Geometrin av orbitalarrangemanget i sp³ hybridisering är tetraedral.

Antal ohybridiserade orbitaler

sphybridisering: Sp-hybridisering resulterar i två o-hybridiserade p-orbitaler.

sp² hybridisering: Sp² hybridisering resulterar i en o-hybridiserad p-orbital.

sp³ hybridisering: Sp³ hybridisering resulterar inte i några icke-hybridiserade p-orbitaler.

Slutsats

Hybridisering i kemi står för blandningen av olika atomorbitaler för att bilda nya hybridorbitaler med olika egenskaper. Sp, sp² och sp³ hybridiseringar är sådana exempel. Huvudskillnaden mellan sp, sp² och sp³ hybridisering är att sp-hybridisering bildar hybridorbitaler som har 50% s orbitala egenskaper och sp² hybridisering bildar hybridorbitaler som har 33% s orbitala egenskaper medan sp³ hybridisering bildar hybridorbitaler som har 25% s orbitala egenskaper.

Referens:

1. "Hybrid Orbitals." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, Tillgänglig här.
2. "Orbital hybridisering." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 januari 2018, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Hybrydyzacja sp" Av Joanna Kośmider - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Hybrydyzacja sp2" Av Joanna Kośmider - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Hybrydyzacja sp3" Av Joanna Kośmider - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia