Elektronen kreisen auf Bahnen um ihre Atome. In der Valenzbindungstheorie können sich Atomorbitale eines Atoms mit den Orbitalen anderer Atome überlappen, um ein Molekül zu bilden, wodurch brandneue Hybridorbitale entstehen. Dieses Phänomen ist als Hybridisierung bekannt. Die Bestimmung der Hybridisierung eines Moleküls kann helfen, seine Form und Struktur zu identifizieren. Viele Moleküle setzen sich beispielsweise in einer Form ab, die die Abstoßung zwischen Atomen und Elektronen minimiert, wodurch eine Form entsteht, die so wenig Energie wie möglich benötigt, um sie aufrechtzuerhalten. Die Kenntnis der Arten von Formen, die ein Molekül annehmen wird, wenn es hybridisiert wird, hilft den Forschern, besser zu verstehen, wie dieses Molekül mit anderen interagieren kann. Die Hybridisierung beeinflusst die Arten von Bindungen, die ein Molekül eingehen kann.
Bestimmen Sie die Arten von Bindungen im Molekül, indem Sie zuerst die chemische Struktur des Moleküls zeichnen. Beachten Sie insbesondere die Anzahl der Einzel-, Doppel- und Dreifachbindungen, die jedes Atom eingeht. Ein Kohlendioxidmolekül hat beispielsweise zwei Doppelbindungen. Das Molekül kann als O=C=O dargestellt werden, wobei jedes Sauerstoffatom eine Doppelbindung mit dem zentralen Kohlenstoff bildet.
Hybridisierung wird in Bezug auf sp-Orbitale definiert. Das „s“ und „p“ bezeichnen die Form der Bahnen, die die Elektronen zurücklegen. Bei s-Orbitalen ist die Bahn ungefähr kreisförmig. Bei p-Orbitalen ähnelt die Bahn eher einer Hantel, wobei das Elektron hauptsächlich in einer von zwei Regionen und nicht in einer kreisförmigen Bahn existiert.
Bestimmen Sie die Hybridisierung jedes Atoms anhand der vorhandenen Bindungstypen. Das Fehlen von Doppelbindungen weist auf eine Hybridisierung von sp3 hin. Ein Atom mit einer einfachen Doppelbindung hat eine Hybridisierung von sp2. Ein Atom mit zwei oder mehr Doppelbindungen oder mit einer einfachen Dreifachbindung hat eine Hybridisierung von sp.
Das Kohlenstoffatom in CO2 hat zwei Doppelbindungen, eine mit jedem Sauerstoffatom. Daher ist die Hybridisierung des Kohlenstoffs sp.
Bestimmen Sie die Hybridisierung für die anderen Atome im Molekül. Jedes Sauerstoffatom in CO2 hat eine einfache Doppelbindung mit dem Kohlenstoff. Die Hybridisierung jedes Sauerstoffs ist daher sp2.
Finden Sie die Gesamthybridisierung des Moleküls, indem Sie die des Zentralatoms bestimmen. Bei CO2 ist Kohlenstoff das Zentralatom. Da Kohlenstoff eine Hybridisierung von sp aufweist, ist die Gesamthybridisierung des Moleküls sp.