Ibridazione di orbitali energetici simili
L'ibridazione è la miscelazione di orbitali di energie simili, quindi quando eseguiamo l'ibridazione, perché non la preferiamo $4\mathrm s$ al posto di $3\mathrm d$ orbitale per l'ibridazione, anche se $4\mathrm s$ ha un'energia sempre più paragonabile a $3\mathrm p$ e $3\mathrm s$? Perché non possiamo creare un complesso orbitale esterno come$\mathrm{sp^3s}$ invece di $\mathrm{sp^3d}$?
Risposte
M. Farooq ha ragione sul fatto che l'ibridazione è un concetto che sembra portare gli studenti fuori strada il più delle volte, ma la tua intuizione all'interno di questo semplice concetto è del tutto corretta.
Quando gli orbitali s, pe d sono tutti coinvolti nel legame (eviterò la parola "ibridazione"), molto spesso sono gli orbitali che sono vicini in energia, ad esempio, 4s, 3 d e 4p invece di 4 d con 4s e 4p. Questo è il motivo per cui il coinvolgimento orbitale d con il legame è più spesso discusso in relazione ai metalli di transizione (elementi blocco d).
Per elementi di blocco p i cui unici orbitali d vuoti provengono dallo stesso guscio degli orbitali p (ad esempio 4d con 4p), la partecipazione orbitale d nel legame è ora nota per essere molto limitata perché quegli orbitali d sono così alti in energia rispetto al p. Lo stesso vale per gli orbitali che proponete di coinvolgere nel legame. Sfortunatamente, molti libri di testo e insegnanti fanno ancora riferimento a questo modello obsoleto di composti ipervalenti di zolfo e fosforo, ad esempio, utilizzando quegli orbitali a energia più elevata per il legame, che è probabilmente la fonte della tua confusione.
Una volta che ti rendi conto che gli orbitali d dello stesso guscio che hanno un'energia molto più alta non sono generalmente coinvolti nel legame, la tua domanda diventa discutibile.
Suggerirei che questa intera fabbrica di false storie di ibridazione dovrebbe essere eliminata dai curricula di chimica generale e organica. La parola miscelazione è peggiore, in quanto è una caraffa in cui si possono aggiungere diversi orbitali ed eseguire un frullatore ed ecco la miscela. Questa roba è utile solo per la memorizzazione meccanica.
Solo dopo un approfondito corso di QM e una base matematica, queste idee dovrebbero essere introdotte con un esempio insieme allo sviluppo storico. Né l'autore del libro di testo, né l'insegnante sanno cosa sia. L'unico vero osservabile sperimentale è solo la densità di elettroni tramite diffrazione di raggi X o altre tecniche.