Hybridorbitale
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sp³-Hybridisierung
Wird eines der Elektronen aus dem 2s-Orbital
durch Energiezufuhr angeregt,
vier sp-Hybridorbitale.
so bilden sich aus diesem
angeregten Zustand
Den Einfluss auf die räumliche Struktur der Orbitale kann man sich in etwa so vorstellen:
Die entstandenen Hybridorbitale zeigen in die Ecken eines perfekten Tetraeders. Man findet diese Form, die sich hier in der sog. Ball-and-Stick-Darstellung präsentiert, im Alkan Methan,
Methan als Ball-and-Stick-Modell
sp²-Hybridisierung
Auch hier wird eines der Elektronen aus dem 2s-Orbital
durch Energiezufuhr angeregt.
Es bilden sich aber (durch andere Umstände) 3 sp-Hybridorbitale
aus dem angeregten Zustand und 1 unhybridisiertes p-Orbital.
Die daraus entstandene räumliche Anordnung der Orbitale entspricht einem gleichseitigen Dreieck.
Wir finden diesen Bindungstyp beispielsweise im Ethen an seinen beiden Kohlenstoffatomen:
Ethen als Ball-and-Stick-Modell
Man spricht bei der Doppelbindung C=C auch von je einer σ-Bindung und einer π-Bindung. „Sigma“ bzw. „Pi“ sind die griechischen Buchstaben „s“ und „p“. Die obige Ball-and-Stick-Darstellung ist lediglich ein Modell, das tatsächliche Molekülorbital besitzt eine etwas komplexere Form, die folgende Abbildung zeigen soll:
Ladungsverteilung im Ethenmolekül
sp-Hybridisierung
Seltener findet man auch die Bezeichnung sp1-Hybridisierung, auf die „1“ wird meist verzichtet. Wieder wird ein Elektron energetisch angehoben,
hier führen aber wieder andere Bedingungen zur, vom
Grundzustand ausgehenden, Ausbildung von je zwei sp- und p-Orbitalen.
Die entstehende Raumgeometrie ist linear, d.h., das mittels eines sp- und eines p-Orbitals dreifach gebundene Atom (meist Kohlenstoff R-C≡C, seltener Stickstoff R-C≡N) und das durch ein sp-Orbital einfach gebundene Atom nehmen um das zentrale Kohlenstoffatom eine Verteilung mit einem Winkel von 180° ein.
Der einfachste Kohlenwasserstoff, der diese Hybridisierung enthält, ist das Alkin Ethin, für welches man früher oft seinen Trivialnamen Acetylen verwendete.
Die Reaktivität der C≡C-Dreifachbindung ist noch größer als die der Doppelbindung, was man im 20. Jahrhundert industriell ausnutzte: Ethin wurde als Grundstoff benutzt, um den sich eine ganze Industrie, die sog. Acetylenchemie, zentrierte:
Die „Acetylenchemie“
Hinweis:
Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.
Es können mehrere Antworten richtig sein
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