การผสมกันของวงโคจรพลังงานที่คล้ายกัน
Hybridisation คือการผสมของออร์บิทัลของพลังงานที่คล้ายคลึงกันดังนั้นเมื่อเราทำการไฮบริดไดเซชันทำไมเราไม่ชอบ $4\mathrm s$ แทนที่ $3\mathrm d$ ออร์บิทัลสำหรับการผสมพันธ์แม้ว่า $4\mathrm s$ มีพลังงานน้อยกว่าและเทียบได้กับ $3\mathrm p$ และ $3\mathrm s$เหรอ? ทำไมเราไม่สามารถสร้างวงโคจรด้านนอกได้$\mathrm{sp^3s}$ แทน $\mathrm{sp^3d}$เหรอ?
คำตอบ
M. Farooq ถูกต้องว่าการผสมพันธ์เป็นแนวคิดที่ดูเหมือนจะทำให้นักเรียนหลงทางบ่อยกว่า แต่สัญชาตญาณของคุณในแนวคิดง่ายๆนี้ถูกต้องทั้งหมด
เมื่อวงโคจร s, p และ d เกี่ยวข้องกับพันธะ (ฉันจะหลีกเลี่ยงคำว่า "ไฮบริดไดเซชัน") ส่วนใหญ่มักเป็นวงโคจรที่มีพลังงานใกล้เคียงเช่น 4s, 3 d และ 4p แทนที่จะเป็น4 d ด้วย 4s และ 4p. นี่คือเหตุผลว่าทำไมการเกี่ยวกับวงโคจรกับพันธะจึงมักถูกกล่าวถึงเกี่ยวกับโลหะทรานซิชัน (องค์ประกอบ d-block)
สำหรับองค์ประกอบ p-block ที่มีวงโคจร d ว่างเพียงอย่างเดียวมาจากเปลือกเดียวกันกับวงโคจร p (เช่น 4d กับ 4p) การมีส่วนร่วมของวงโคจรในพันธะนั้นมีข้อ จำกัด มากเนื่องจากวงโคจร d เหล่านั้นมีพลังงานสูงมากเมื่อเทียบกับ น. เช่นเดียวกับวงโคจร s ที่คุณเสนอให้มีส่วนร่วมในการสร้างพันธะ น่าเสียดายที่ตำราและครูหลายคนยังคงอ้างถึงแบบจำลองของสารประกอบกำมะถันและฟอสฟอรัสที่ล้าสมัยเช่นการใช้ d ออร์บิทัลที่มีพลังงานสูงกว่าในการสร้างพันธะซึ่งอาจเป็นสาเหตุของความสับสนของคุณ
เมื่อคุณทราบแล้วว่า d ออร์บิทัลจากเปลือกเดียวกันที่มีพลังงานสูงกว่ามากไม่ได้เกี่ยวข้องกับพันธะโดยทั่วไปคำถามของคุณก็จะกลายเป็นที่สงสัย
ฉันขอแนะนำว่าโรงงานทั้งหมดของเรื่องราวการผสมเทียมที่หลอกลวงนี้ควรถูกกำจัดออกจากหลักสูตรเคมีทั่วไปและเคมีอินทรีย์ การผสมคำนั้นแย่กว่าเนื่องจากเป็นเหยือกที่สามารถเพิ่มออร์บิทัลที่แตกต่างกันและเรียกใช้เครื่องปั่นและนี่คือส่วนผสม สิ่งนี้เหมาะสำหรับการท่องจำแบบท่องจำเท่านั้น
หลังจากเรียนหลักสูตร QM และพื้นฐานทางคณิตศาสตร์อย่างละเอียดแล้วควรนำแนวคิดเหล่านี้ไปใช้กับตัวอย่างพร้อมกับพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ ทั้งผู้เขียนตำราหรือครูไม่รู้ว่ามันคืออะไร สิ่งเดียวที่สังเกตได้จากการทดลองจริงคือความหนาแน่นของอิเล็กตรอนผ่านการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์หรือเทคนิคอื่น ๆ