Hybridisierung von beliebigem Atom bestimmen

Question

Aufgabe:

Zum einen verstehe ich die hybridiserung nicht komplett.

mir ist klar, dass bei einer 1fachBindung  eine sp³ bei einer 2fach eine sp² und bei einer 4fach eine sp hybridisierung vorliegt.

Ich meine zu wissen, dass man nach der Anregung des C Atoms ein volles 1s hat, dann ein halb gefülltes 2s und jeweils einfach gefüllte 2p hat.

Daraus kann man ja dann die verschiedenen hybridiserungen "herstellen" (also sp, sp², sp³). Ich versteh aber nicht ganz genau wie...

- das sp3 sieht ja so aus, dass ivh ein volles 1s habe und ein sp³ welches jeweils einfach gefüllt ist (ich meine bei der Kästchenschreibweise)

- das sp² 1s voll, 2p halb besetzt und sp² jeweils halb besetzt

-das sp 1s voll, 2p jeweils einfach, 2p jeweils einfach.

Ich denke dass z.B. das sp² bei doppelbindung vorliegt, da es ja außen 3 halbbesetzte sp² hat, und deshalb evtl. mit 3 Atomen reagieren kann...also so stelle ich mir das vor (stimmt das ? :))

Der Dozent meinte, dass Aufgaben auch folgendermaßen lauten könnten:

- Nennen Sie die hybridisierung von....?

-mit Energieanregung die 2fach/3fach Bindung erklären... .

Beides könnte ich nicht beantworten.

Ich freue mich riesig über Antworten!

Answer 1

Salut Alonso,

Der Dozent meinte, dass Aufgaben auch folgendermaßen lauten könnten:
- Nennen Sie die hybridisierung von....?
- mit Energieanregung die 2fach/3fach Bindung erklären...
Beides könnte ich nicht beantworten.

Ob ein C - Atom sp², sp³ oder sp hybridisiert ist, hängt davon ab, wie groß die Anzahl der Partner ist, mit denen das Atom eine Bindung eingehen kann.

Nehmen wir einfach mal die C - Atome des 2-Buten unter die Lupe:

H₃C  -  CH  =  CH  -  CH₃

Die beiden C - Atome sind sp²  hybridisiert, weil sie jeweils lediglich mit drei Atomen eine Verbindung aufweisen. Zum einen eine Doppelbindung zum C -Atom und zwei Einfachbindungen zum Wasserstoff und zum zweiten Kohlenstoff.

Jetzt schau dir die C - Atome der enthaltenen Methylgruppe an:

H₃C  -  CH  =  CH  -  CH₃

Bei diesen C - Atomen hast du es mit einer sp³  Hybridisierung zu tun, da es zur Ausbildung von vier Einfachbindungen kommt.

Man kann sich ganz gut merken, dass  sp²  Hybridisierung des Kohlenstoffs zu Doppelbindungen hinführt, sp³ Hybridisierung zu Einfachbindungen und schlussendlich die sp Hybridisierung zu Dreifachbindungen.

-mit Energieanregung die 2fach/3fach Bindung erklären... .

Als Beispiel für eine Dreifachbindung wähle ich Ethin:

H  -  C  ≡  C  -  H

Durch Änderung der Elektronenkonfiguration des Kohlenstoffs  kommt es zu einem angeregten Zustand. Ein Elektron aus 2p wird ins 2p_z Orbital angehoben und liegt dadurch energetisch günstiger. Das 2s Orbital ist also nicht mehr komplett besetzt, das 2p Orbital enthält im 2px, 2py und nun auch im 2pz jeweils 1 Elektron. Jetzt wird das s Orbital mit einem p Orbital 'vermengt' (die restlichen beiden p Orbitale bleiben unangetastet) und es kommt zur Bildung von 2 Orbitalen, die jeweils über einen Anteil an s und p verfügen. Das wäre dann nun ein sp-hybridisiertes C - Atom. Da du nun zwei C - Atome im Ethin vorfindest, verdoppelt sich natürlich die Ausbeute zu 4 Hybridorbitalen und 4 unveränderten p-Orbitalen.

Betrachte ich nun extremst stark vereinfacht das "Geschehen" zwischen den beiden C - Atomen, so findest du dort zwei sich frontal überlappende Hybridorbitale mit einer Sigma-Bindung und jeweils an den beiden C - Atomen zwei p-Orbitale, die durch seitliche Überlappungen zwei π-Bindungen aufweisen.

Die Dreifachbindung besteht somit aus einer Sigma-Bindung und zwei π-Bindungen.

Alonso, mir fällt regelrecht auf, dass deine Fragen oftmals große Themenkomplexe umfassen, die im Rahmen einer einzigen Antwort kaum zu umspannen sind.

Viele Grüße und viel Erfolg !