Contoh molekul yang memiliki orbital hibrida sp3 adalah

itu hibridisasi kimia adalah "campuran" orbital atom, yang konsepnya diperkenalkan oleh ahli kimia Linus Pauling pada tahun 1931 untuk menutupi ketidaksempurnaan Teori Link Valencia (TEV). Ketidaksempurnaan apa? Ini adalah: geometri molekul dan panjang tautan ekivalen dalam molekul seperti metana (CH4).

Menurut TEV, dalam metana orbital atom C membentuk empat ikatan σ dengan empat atom H. Orbital 2p dengan bentuk formas (gambar bawah) C saling tegak lurus satu sama lain, sehingga Hs harus dipisahkan. orang lain pada sudut 90º.

Selain itu, orbital 2s (berbentuk bola) dari C dikaitkan dengan orbital 1s dari H pada sudut 135º sehubungan dengan tiga Hs lainnya. Namun, secara eksperimental telah ditemukan bahwa sudut dalam CH4 adalah 109,5 º dan bahwa, di samping itu, panjang ikatan C-H adalah setara.

Untuk menjelaskan hal ini, kombinasi orbital atom asli harus dipertimbangkan untuk membentuk empat orbital hibrid yang terdegenerasi (dengan energi yang sama). Di sinilah kimia kimia. Seperti apa orbital hibrid? Itu tergantung pada orbital atom yang menghasilkannya. Mereka juga menunjukkan campuran karakteristik elektronik ini.

Indeks

• 1 sp3 Hibridisasi
  • 1.1 Interpretasi
  • 1.2 Penyimpangan sudut tautan
• 2 Hibridisasi sp2
• 3 Hibridisasi sp
• 4 Referensi

Hibridisasi sp3

Dalam kasus CH4, Hibridisasi C adalah sp3. Dari pendekatan ini, geometri molekul dijelaskan dengan empat orbital sp3 dipisahkan pada 109,5º dan menunjuk ke arah simpul tetrahedron.

Pada gambar di atas Anda dapat melihat bagaimana orbital sp3 (hijau) membangun lingkungan elektronik tetrahedral di sekitar atom (A, yang merupakan C untuk CH4).

Mengapa 109,5º dan bukan sudut lain, untuk "menggambar" geometri yang berbeda? Alasannya adalah bahwa sudut ini meminimalkan tolakan elektronik dari empat atom yang terhubung ke A.

Dengan cara ini, molekul CH4 dapat direpresentasikan sebagai tetrahedron (geometri molekul tetrahedral).

Jika, alih-alih H, C membentuk hubungan dengan kelompok atom lain, apa yang kemudian akan menjadi hibridisasi? Selama karbon membentuk empat ikatan σ (C-A), hibridisasinya akan3.

Dapat diasumsikan bahwa dalam senyawa organik lainnya seperti CH3OH, CCl4, C (CH3)4, C6H12 (sikloheksana), dll., karbon memiliki hibridisasi sp3.

Ini merupakan hal mendasar untuk membuat sketsa struktur organik, di mana karbon dengan ikatan sederhana merupakan titik divergensi; artinya, struktur tidak tetap dalam satu bidang tunggal.

Interpretasi

Apa interpretasi paling sederhana untuk orbital hibrida ini tanpa membahas aspek matematis (fungsi gelombang)? Orbital sp3 menyiratkan bahwa mereka berasal oleh empat orbital: satu dan tiga p.

Karena kombinasi orbital atom ini dianggap ideal, orbital empat sp3 dihasilkan adalah identik dan menempati orientasi yang berbeda di ruang angkasa (seperti dalam orbital px, haldan dan halz).

Hal di atas berlaku untuk sisa hibridisasi yang mungkin terjadi: jumlah orbital hibrid yang terbentuk sama dengan orbital atom gabungan. Misalnya, orbital hibrid sp3d2 mereka terbentuk dari enam orbital atom: satu s, tiga p dan dua d.

Penyimpangan sudut tautan

Menurut Teori Penolakan Pasangan Elektronik dari Lapisan Valencia (VSEPR), sepasang elektron bebas menempati lebih banyak volume daripada atom yang terhubung. Hal ini menyebabkan tautan terpisah, mengurangi tegangan elektronik dan mengalihkan sudut 109,5º:

Sebagai contoh, dalam molekul air, atom H terikat pada orbital sp3 (berwarna hijau), dan juga pasangan elektron yang tidak dibagi ":" menempati orbital ini.

Repulsi pasangan elektron ini biasanya direpresentasikan sebagai "dua bola dengan mata", yang, karena volumenya, mengusir kedua ikatan σ O-H.

Jadi, di dalam air, sudut-sudut tautan benar-benar 105º, bukannya 109,5º yang diharapkan untuk geometri tetrahedral.

Geometri apa yang dimiliki H?2O? Ini memiliki geometri sudut. Mengapa Karena meskipun geometri elektronik adalah tetrahedral, dua pasang elektron yang tidak dibagi mengurangi ke geometri molekul sudut.

Hibridisasi sp2

Ketika sebuah atom menggabungkan dua orbital p dan satu, ia menghasilkan tiga orbital hibrid sp2; Namun, p orbital tetap tidak berubah (karena mereka bertiga), yang direpresentasikan sebagai bilah oranye pada gambar di atas.

Di sini, tiga orbital sp2 mereka berwarna hijau untuk menyoroti perbedaan mereka dari bilah oranye: orbital "murni".

Atom dengan hibridisasi sp2 dapat divisualisasikan sebagai lantai trigonal datar (segitiga yang digambar dengan orbital sp2 warna hijau), dengan simpul-simpulnya dipisahkan oleh sudut 120º dan tegak lurus terhadap batang.

Dan apa peran yang dimainkan orbital murni? Itu membentuk ikatan rangkap (=). Orbital sp2 memungkinkan pembentukan tiga ikatan σ, sedangkan orbital p murni ikatan π (ikatan rangkap dua atau rangkap tiga menyiratkan satu atau dua ikatan π).

Misalnya, untuk menggambar gugus karbonil dan struktur molekul formaldehida (H2C = O), hasil sebagai berikut:

Orbital sp2 baik C dan O membentuk ikatan σ, sedangkan orbital murni mereka membentuk ikatan π (persegi oranye).

Dapat dilihat bagaimana sisa gugus elektronik (atom H dan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama) terletak di orbital sp lainnya.2, dipisahkan oleh 120º.

Hibridisasi sp

Gambar atas menunjukkan atom A dengan hibridisasi sp. Di sini, orbital s dan p orbital bergabung untuk menghasilkan dua orbital sp terdegenerasi. Namun, sekarang dua orbital p murni tidak berubah, yang memungkinkan A untuk membentuk dua ikatan rangkap atau ikatan rangkap tiga (≡).

Dengan kata lain: jika dalam struktur a C sesuai dengan yang di atas (= C = atau C≡C), maka hibridasinya adalah sp. Untuk atom yang kurang ilustratif lainnya - seperti logam transisi - deskripsi geometri elektronik dan molekul rumit karena orbital d dan bahkan orbital f juga dipertimbangkan..

Orbital hibrida dipisahkan oleh sudut 180º. Untuk alasan ini, atom-atom yang terhubung diatur dalam geometri molekul linier (B-A-B). Akhirnya, pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat struktur anion sianida:

Referensi

1. Sven. (3 Juni 2006). S-p-Orbit. [Gambar] Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
2. Richard C. Banks. (Mei 2002). Ikatan dan Hibridisasi. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: chemistry.boisestate.edu
3. James (2018). Pintasan Hibridisasi. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: masterorganicchemistry.com
4. Ian Hunt. Departemen Kimia, Universitas Calgary. hibridisasi sp3. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: chem.ucalgary.ca
5. Ikatan Kimia II: Geometri Molekuler dan Hibridisasi Orbit Atom Bab 10. [PDF]. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: wou.edu
6. Quimitube (2015). Ikatan kovalen: Pengantar hibridisasi orbital atom. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: quimitube.com
7. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik (Edisi keempat, halaman 51). Mc Graw Hill.

Hibridisasi terjadi ketika orbital dalam teori atom bercampur membentuk orbital atom baru. Orbital baru dapat menampung jumlah total elektron yang sama dengan yang lama. Sifat-sifat dan energi orbital hibridisasi yang baru adalah ‘rata-rata’ dari orbital asli yang tidak dikarbonisasi. Konsep hibridisasi diperkenalkan karena itu adalah penjelasan terbaik untuk fakta bahwa semua ikatan C – H dalam molekul seperti metana adalah identik.

Contohnya dalam keadaan dasarnya, atom karbon secara alami memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p2. Empat elektron terluar, yaitu mereka yang berada di sublevel 2s dan 2p tersedia untuk membentuk ikatan kimia dengan atom lain. Orbital 2s mampu menahan hingga dua elektron, dan ada tiga orbital 2p, masing-masing mampu menahan hingga dua elektron, yang berarti orbital 2p dapat menampung hingga enam elektron.

Hibridisasi

Ahli kimia Linus Pauling pertama kali mengembangkan teori hibridisasi pada tahun 1931 untuk menjelaskan struktur molekul sederhana seperti metana (CH4) menggunakan orbital atom. Pauling menunjukkan bahwa atom karbon membentuk empat ikatan dengan menggunakan orbital satu dan tiga p.

Sehingga “dapat disimpulkan” bahwa atom karbon akan membentuk tiga ikatan pada sudut kanan (menggunakan orbital p) dan ikatan keempat yang lebih lemah menggunakan orbital s ke arah yang bebas.

Pada kenyataannya, metana memiliki empat ikatan dengan kekuatan setara yang dipisahkan oleh sudut ikatan tetrahedral sebesar 109,5 °. Pauling menjelaskan hal ini dengan mengandaikan bahwa dengan adanya empat atom hidrogen, orbital s dan p membentuk empat kombinasi setara atau orbital hibrid, masing-masing dilambangkan dengan sp3 untuk menunjukkan komposisinya, yang diarahkan sepanjang empat ikatan C-H.

Konsep ini dikembangkan untuk sistem kimia sederhana, tetapi pendekatan ini kemudian diterapkan secara lebih luas, dan hari ini dianggap sebagai heuristik yang efektif untuk merasionalisasi struktur senyawa organik. Ini memberikan gambar orbital sederhana yang setara dengan struktur Lewis.

Teori hibridisasi adalah bagian integral dari makna kimia organik, salah satu contoh yang paling menarik adalah aturan Baldwin. Untuk menggambar mekanisme reaksi kadang-kadang diperlukan gambar ikatan klasik dengan dua atom yang berbagi dua elektron.

Teori hibridisasi menjelaskan ikatan pada alkena dan metana. Jumlah karakter p atau karakter, yang diputuskan terutama oleh hibridisasi orbital, dapat digunakan untuk memprediksi sifat molekuler seperti keasaman atau kebasaan.

Pengertian Hibridisasi

Hibridisasi dapat diartikan sebagai serangkaian proses penggabungan orbital dari suatu atom dengan atom lain ketika terjadinya pemaknaan ikatan kimia sehingga mencapai energi yang lebih rendah atau kestabilan yang tinggi.

Saat dua atom akan berikatan secara kimia, kedua atom tersebut membuthkan sebuah orbital kosong untuk ditempati elektron dari masing masing atom tersebut sehingga setelah berikatan, maka kedua atom akan menempati orbital yang sama pada elektron valensinya. Oleh sebab itu, dalam proses hibridisasi melibatkan konfigurasi elektron terutama pada elektron valensi yang digunakan untuk berikatan.

Pengertian Hibridisasi Menurut Para Ahli

Adapun definisi hibridisasi menurut para ahli, antara lain adalah sebagai berikut;

Hibridisasi adalah gagasan bahwa orbital atom bergabung untuk membentuk orbital yang baru dihibridisasi, yang pada gilirannya, mempengaruhi geometri molekul dan sifat ikatan. Hibridisasi juga merupakan perluasan dari teori ikatan valensi.

Dalam kimia, hibridisasi orbital (atau hibridisasi) adalah konsep pencampuran orbital atom ke dalam orbital hibrid baru (dengan energi, bentuk, dll, yang berbeda dari komponen orbital atom) yang cocok untuk pemasangan elektron untuk membentuk ikatan kimia dalam teori ikatan valensi .

Macam Hibridisasi dan Contohnya

Berdasarkan jenis-jenis orbital yang terlibat dalam pencampuran, hibridisasi dapat diklasifikasikan sebagai sp3, sp2, sp, sp3d, sp3d2, sp3d3. Berikut ini penjelasan beserta contohnya:

Hibridisasi sp ialah penggabungan antara 1 orbital s dengan 1 orbital p sehingga ada 2 orbital p bebas yang tidak digunakan. Hibridisasi sp akan menghasilkan jenis ikatan rangkap 3 sebab ada 2 orbital p bebas yang masing-masing bisa menghasilkan ikatan phi dengan orbital atom lain sehingga secara keseluruhan hibridisasi ini mempunyai 1 ikatan sigma dan 2 ikatan phi.

Akibat yang ditimbulkan adalah kekuatan ikatan menjadi kuat lebih kuat dibandingkan dua hibridisasi lainnya dan jarak ikatan juga paling pendek. Bentuk molekul yang dihasilkan hibridisasi sp yaitu linear dengan sudut 180.

Contoh hibridisasi sp, misalnya pada Berilium diklorida (BeCl2). Berilium memiliki 4 orbital dan 2 elektron pada kulit terluar. Pada hibridisasi Berilium orbital 2s dan satu orbital 2p pada Be terhibridisasi menjadi 2 orbital hibrida sp dan orbital 2p yang tidak tribridisasi. Selain BeCl2, hibridisasi sp juuga terjadi pada semua komponen berilim lainnya, seperti BeF2, BeH2.

Hibridisasi sp2 merupakan penggabungan 1 orbital s dengan 2 orbital p sehingga ada 1 orbital p bebas yang tidak digunakan untuk hibridisasi. Hibridisasi sp2 akan menghasilkan jenis ikatan rangkap 2 sehingga kekutan ikatannya lebih tinggi dibandingkan ikatan tunggal dan panjang ikatan yang dihasilkan juga lebih pendek.

Pada hibridisasi sp2, ikatan rangkap bisa terjadi sebab terdapat 1 orbital p bebas yang bisa membentuk ikatan phi dengan orbital dari atom lain. Hibridisasi sp2 akan menghasilkan bentuk geometri planar dengan sudut ikatan 120.

Contoh hibridisasi sp2 diasumsikan terjadi pada Boron trifluorida. Boron memiliki 4 orbital, tapi hanya 3 eletron pada kulit terluar. Hibridisasi boron menghasilkan kombinasi orbital 2s dan 2p menjadi 3 orbital hybrid sp2 dan 1 orbital yang tidak mengalami hibridisasi.

Hibridisasi sp3 merupakan hibridisasi yang melibatkan penggabungan 1 orbital s dengan 3 orbital p yang terdiri dari px, py, dan pz menghasilkan sp3 yang dapat digunakan untuk berikatan dengan 4 atom lain.

Hibridisasi sp3 mempunyai jenis ikatan tunggal atau satu ikatan sigma dimana kekuatan ikatan pada hibridisasi ini paling lemah diantara hibridisasi lainnya, sedangkan panjang ikatan pada hibridisasi ini yang paling besar diantara lainnya. Molekul yang mengalami hibridisasi sp3 akan menghasilkan bentuk geometri tetrahedral. Contoh hibridisasi sp3 terjadi pada ethane (C2H6), metana (CH4).

Orbital 2s dan 3p karbon melakukan hibridisasi untuk membentuk empat orbital sp3. Orbital-orbital hibrida ini berikatan dengan empat atom hidrogen melalui orbital sp3-s yang bertumpang tindih sehingga menghasilkan CH4 (metana).

Hibridisasi sp3d melibatkan pencampuran orbital 3p dan orbital 1d untuk membentuk 5 orbital hibridisasi sp3d dengan energi yang sama. Mereka memiliki geometri bipyramidal trigonal. Campuran orbital s, p dan d membentuk simetri bipyramidal trigonal.

Tiga orbital hibrida terletak pada bidang horizontal yang condong pada sudut 120 ° satu sama lain yang dikenal sebagai orbital khatulistiwa. Dua orbital yang tersisa terletak di bidang vertikal pada bidang 90 derajat dari orbital khatulistiwa yang dikenal sebagai orbital aksial. Contoh hibridisasi ini terjadi dalam Fosfor pentaklorida (PCl5).

Hibridisasi sp3d2  memiliki orbital 1s, 3p dan 2d, yang mengalami pencampuran untuk membentuk 6 orbital hibrid sp3d2 yang identik. Keenam orbital ini diarahkan ke sudut oktahedron. Mereka cenderung pada sudut 90 derajat satu sama lain.

Contohnya yaitu pada SF6, masing-masing satu elektron dari orbital 3s dan 3p didorong menjadi orbital 3d. Enam orbital mendapatkan hibridisasi untuk membentuk enam orbital hibrid sp3d2 . Masing-masing orbital hibrida sp3d2 ini tumpang tindih dengan orbital fluor 2p untuk membentuk ikatan S – F. Dengan demikian, molekul SF6 memiliki struktur oktahedral. Elektron putus-putus mewakili elektron dari atom-F.

Pencampuran orbital 1s, 3 p dan 3 d-atomik untuk membentuk tujuh orbital hibrid yang setara dengan energi yang sama. Hibridisasi ini dikenal sebagai hibridisasi sp3d3. Tujuh orbital hibrid sp3d3 diarahkan ke sudut-sudut bipyramid pentagonal.

Ini bukan orbital hibrid yang ekivalen karena lima di antaranya diarahkan ke sudut-sudut segi lima biasa, sedangkan dua sisanya diarahkan ke atas dan di bawah bidang. Geometri adalah bipyramidal pentagonal dan sudut ikatan adalah 72 0  dan 90 0.

Contohnya yaitu pembentukan IF7. Dalam molekul IF7, atom pusatnya adalah I.

53I – 1s2 ,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p5

Tujuh orbital atom (orbital 1, 3p dan 3d) berhibridisasi untuk membentuk tujuh orbital hibrid sp3d3. Ini diisi secara tunggal. Orbital hibrid ini tumpang tindih dengan orbital atom 2pz tunggal yang diisi dari tujuh atom F untuk membentuk tujuh ikatan sigma I-F. Geometri IF7 adalah bipyramidal pentagonal dan sudut ikatan adalah 72 0  dan 90 0.

Selain jenis-jenis hibridisasi yang telah disebutkan di atas, terdapat klasifikasi hibridisasi yang terjadi pada tumbuhan berdasarkan hubungan taksonomi kedua induk, yang dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok besar, yaitu:

1. Hibridisasi Intervarietal

Induk yang terlibat dalam hibridisasi termasuk spesies yang sama; mereka mungkin dua jenis, varietas atau ras dari spesies yang sama. Ia juga dikenal sebagai hibridisasi intraspesifik. Dalam program perbaikan tanaman, hibridisasi intervarietal adalah yang paling umum digunakan.

Contohnya adalah persilangan dua varietas gandum (T. aestivum), beras (O. Sativa) atau tanaman lainnya. Persilangan intervarietal mungkin sederhana atau kompleks tergantung pada jumlah orang tua yang terlibat.

Hibridisasi silang sederhana termasuk hibridisasi intervarietal yang terjadi ketika dua induk dilintasi untuk menghasilkan F1. F1secara mandiri untuk menghasilkan F2 atau digunakan dalam program backcross, mis., A x B → F1 (A x B).

Hibridisasi silang sederhana termasuk hibridisasi intervarietal yang terjadi ketika lebih dari dua induk disilangkan untuk menghasilkan hibrida, yang kemudian digunakan untuk menghasilkan F2 atau digunakan dalam backcross. Silang semacam itu juga dikenal sebagai persilangan konvergen karena program penyilangan ini bertujuan untuk menyatukan gen dari beberapa orang tua menjadi hibrida tunggal.

Tiga induk (A, B, C)

Ini termasuk persilangan antara spesies yang berbeda dari genus yang sama atau genera yang berbeda. Ketika dua spesies dari genus yang sama disilangkan, itu dikenal sebagai hibridisasi antar spesifik; tetapi ketika mereka milik dua genera yang berbeda itu disebut sebagai hibridisasi antar generasi.

Secara umum, tujuan dari persilangan tersebut adalah untuk mentransfer satu atau beberapa karakter yang diwariskan seperti ketahanan terhadap spesies tanaman. Kadang-kadang, hibridisasi interspesifik dapat digunakan untuk mengembangkan varietas baru.

Misalnya, varietas gandum Clinton dikembangkan dari persilangan antara Avena sativa x A. byzantina (keduanya spesies gandum haploid), dan varietas padi CO 31 dikembangkan dari persilangan Oryza sativa var . indica x O. perennis.

Itulah tadi penjelasan serta pengulasan secara lengkap kepada segenap pembaca terkait dengan macam-macam hibridisasi dalam ilmu kimia dan contohnya. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan serta menambah pengetahuan bagi segenap pembaca sekalian.