Hybridation d'orbitales d'énergie similaires

Aug 17 2020

L'hybridation est le mélange d'orbitales d'énergies similaires, alors quand nous effectuons une hybridation, pourquoi ne préférons-nous pas $4\mathrm s$ à la place du $3\mathrm d$ orbitale pour l'hybridation, même si $4\mathrm s$ a de moins en plus d'énergie comparable à $3\mathrm p$ et $3\mathrm s$? Pourquoi ne pouvons-nous pas créer un complexe orbital externe comme$\mathrm{sp^3s}$ au lieu de $\mathrm{sp^3d}$?

Réponses

2 Andrew Aug 19 2020 at 11:41

M. Farooq a raison de dire que l'hybridation est un concept qui semble induire les étudiants en erreur le plus souvent, mais votre intuition au sein de ce concept simple est tout à fait correcte.

Lorsque s, p et d sont tous impliqués orbitals dans la liaison (je vais éviter le mot « hybridation »), il est le plus souvent les orbitals qui sont proches de l'énergie, par exemple, 4 s, 3 d et 4p plutôt que 4 d avec 4s et 4p. C'est pourquoi l'implication orbitale d avec la liaison est le plus souvent discutée en ce qui concerne les métaux de transition (éléments d-bloc).

Pour les éléments p-block dont les seules orbitales d vides sont de la même coquille que les orbitales p (par exemple 4d avec 4p), la participation orbitale d dans la liaison est maintenant connue pour être très limitée car ces orbitales d sont si élevées en énergie par rapport p. Il en va de même pour les orbitales s que vous proposez d'impliquer dans la liaison. Malheureusement, de nombreux manuels et enseignants font encore référence à ce modèle obsolète de composés hypervalents de soufre et de phosphore, par exemple, comme utilisant ces orbitales à plus haute énergie pour la liaison, ce qui est probablement la source de votre confusion.

Une fois que vous vous rendez compte que les orbitales de la même coquille qui sont beaucoup plus élevées en énergie ne sont généralement pas impliquées dans la liaison, alors votre question devient sans objet.

7 M.Farooq Aug 18 2020 at 03:42

Je suggérerais que toute cette usine de fausses histoires d'hybridation soit éliminée des programmes de chimie générale et organique. Le mot mélange est pire, car c'est une cruche où l'on peut ajouter différentes orbitales et faire fonctionner un mélangeur et voici le mélange. Ce truc est bon pour la mémorisation par cœur uniquement.

Ce n'est qu'après un cours approfondi de gestion de la qualité et une base mathématique que ces idées devraient être présentées avec un exemple ainsi que le développement historique. Ni l'auteur du manuel, ni l'enseignant ne savent ce que c'est. La seule véritable observable expérimentale est uniquement les densités d'électrons via la diffraction des rayons X ou d'autres techniques.