Hibridisasi orbital atom

Ilmuwan Amerika L. Pauling mengemukakan gagasan hibridisasi orbital atom. Menurut ide ini, jika sebuah atom yang memasuki ikatan kimia memiliki orbital atom (AO) (s-, p-, d- atau f-AO) yang berbeda, maka hibridisasi AO terjadi dalam proses pembentukan ikatan kimia. Itu. AO yang identik (setara) dibentuk dari AO yang berbeda. Sebuah atom menghibridisasi orbital yang memiliki nilai energi yang dekat. Ide hibridisasi AO adalah metode yang nyaman dan visual untuk menggambarkan proses kompleks yang terjadi selama pembentukan senyawa kimia. Bentuk AO hibrida berbeda dari AO asli (Gbr. 4.3).

Beras. 4.3 . Orbital hibrid sp atom

Dalam hibrida AO, kerapatan elektron bergeser ke satu sisi dari nukleus. Ketika orbital hibrida berinteraksi dengan AO atom lain, tumpang tindih terjadi di wilayah kerapatan elektron maksimum, yang mengarah pada peningkatan energi ikat. Peningkatan energi ikat ini mengimbangi energi yang dibutuhkan untuk membentuk orbital hibrida. Akibatnya, ikatan kimia yang dibentuk oleh orbital hibrida lebih kuat dan molekul yang dihasilkan lebih stabil.

Jika sebuah atom masuk ke dalam ikatan kimia, yang memiliki satu elektron s dan satu p pada tingkat valensi terluar, maka hibridisasi sp AO terjadi pada atom ini dalam proses pembentukan ikatan (Gbr. 4.4).

Beras. 4.4.skema hibridisasi sp

Jika sebuah atom memasuki ikatan kimia memiliki satu s- dan dua p-elektron pada kulit terluar, maka selain sp-hibridisasi, sp2-hibridisasi AO atom ini dapat terjadi (Gbr. 4.5).

Beras. 4,5 . skema hibridisasi sp 2

Dalam atom yang memiliki satu s- dan tiga elektron p pada kulit terluarnya, selama interaksi kimia, selain hibridisasi sp- dan sp2, hibridisasi sp3 dari AO ini dapat terjadi (Gbr. 4.6).

Beras. 4.6 . Skema hibridisasi Sp3

Jenis hibridisasi yang lebih kompleks yang melibatkan orbital d atom juga dimungkinkan (Tabel 4.3).

Seperti dapat dilihat dari Gambar 4.4-4.6, awan hibrida di ruang angkasa disusun secara simetris relatif satu sama lain, yang mengurangi tolakan timbal baliknya dan, karenanya, mengurangi energi molekul.

Tabel 4.3

Konfigurasi spasial dari beberapa koneksi

4.1.4.2. Pembentukan ikatan -, - dan

Bergantung pada arah tumpang tindih awan elektron, ikatan s-, p- dan terbentuk .

Ikatan yang terbentuk dari tumpang tindih AO sepanjang garis yang menghubungkan inti atom yang berinteraksi disebut ikatan s. Ikatan sigma dapat terjadi ketika dua orbital s tumpang tindih (Gbr. 4.7), orbital s dan p, orbital p di antara mereka sendiri, orbital d, serta orbital d dan s, orbital d dan p , serta tumpang tindih orbital hibrid dengan jenis orbital lain dan satu sama lain. Ikatan sigma biasanya merentang dua atom dan tidak melampaui keduanya, jadi ini adalah ikatan dua pusat yang terlokalisasi.

s-s	p-p	p-s
sp n-s	d-spn	sp n-sp n

Beras. 4.7. Tumpang tindih orbital atom selama pembentukan ikatan

Ikatan yang dibentuk oleh tumpang tindih p- dan d-AO non-hibrida pada kedua sisi garis yang menghubungkan inti atom (tumpang tindih lateral) disebutπ -komunikasi. Ikatan pi dapat terbentuk ketika orbital p-p tumpang tindih, orbital p-d tumpang tindih, d - orbital d (Gbr. 4.8), serta orbital f-p-, f-d- dan f-f.

Beras. 4.8.Tumpang tindih orbital atom selama pembentukan ikatan

Ikatan yang dibentuk oleh tumpang tindih orbital d dengan keempat lobus disebut ikatan(Gbr. 4.9).

Oleh karena itu, elemen s hanya dapat membentuk ikatan , elemen p - ikatan - dan , elemen d -, -, dan -ikatan, dan elemen f - -, -, - dan koneksi yang lebih kompleks. Karena tumpang tindih AO yang lebih kecil, kekuatan ikatan dan lebih rendah daripada ikatan .

Beras. 4.9.Arah tumpang tindih orbital d atom selama pembentukan ikatan

Petunjuk

Pertimbangkan molekul hidrokarbon jenuh yang paling sederhana, metana. Tampilannya seperti ini: CH4. Model spasial molekul adalah tetrahedron. Sebuah atom karbon membentuk ikatan dengan empat atom hidrogen yang sama panjang dan energinya. Di dalamnya, menurut contoh di atas, elektron 3 - P dan 1 S - elektron berpartisipasi, orbital yang mulai sesuai dengan orbital tiga elektron lainnya sebagai akibat dari apa yang terjadi. Jenis hibridisasi ini disebut hibridisasi sp^3. Itu melekat dalam semua yang terakhir.

Tapi perwakilan paling sederhana dari tak jenuh - etilen. Rumusnya adalah sebagai berikut: C2H4. Jenis hibridisasi apa yang melekat pada karbon dalam molekul zat ini? Akibatnya, tiga orbital terbentuk dalam bentuk "delapan" asimetris yang terletak pada bidang yang sama pada sudut 120 ^ 0 satu sama lain. Mereka dibentuk oleh elektron 1 - S dan 2 - P. P ke-3 terakhir - elektron tidak mengubah orbitalnya, yaitu tetap dalam bentuk "delapan" biasa. Jenis hibridisasi ini disebut hibridisasi sp^2.

Bagaimana ikatan terbentuk dalam molekul? Dua orbital hibridisasi dari setiap atom dimasukkan dengan dua atom hidrogen. Orbital hibridisasi ketiga membentuk ikatan dengan orbital lain yang sama. Apakah orbital R yang tersisa? Mereka "tertarik" satu sama lain di kedua sisi bidang molekul. Ikatan telah terbentuk antara atom karbon. Ini adalah atom dengan ikatan "ganda" yang melekat pada sp^2.

Dan apa yang terjadi pada molekul asetilena atau? Rumusnya adalah sebagai berikut: C2H2. Dalam setiap atom karbon, hanya dua elektron yang mengalami hibridisasi: 1 - S dan 1 - P. Dua orbital yang tersisa dalam bentuk "delapan biasa" yang tumpang tindih di bidang molekul dan di kedua sisinya. Itulah sebabnya jenis hibridisasi ini disebut sp - hibridisasi. Itu melekat pada atom dengan ikatan rangkap tiga.

Semua kata-kata, yang ada dalam bahasa tertentu, dapat dibagi menjadi beberapa kelompok. Hal ini penting dalam menentukan baik makna maupun fungsi gramatikal. kata-kata. Menugaskannya ke tertentu Tipe, Anda dapat memodifikasinya sesuai aturan, meskipun Anda belum pernah melihatnya sebelumnya. Jenis elemen kata-kata leksikologi berkaitan dengan komposisi rnogo bahasa.

Anda akan perlu

• - teks;
• - kosakata.

Petunjuk

Pilih kata yang ingin Anda ketik. Miliknya satu atau beberapa bagian pidato belum memainkan peran, serta bentuk dan fungsinya dalam sebuah kalimat. Itu bisa berupa kata apa saja. Jika tidak ditunjukkan dalam tugas, tulis yang pertama muncul. Tentukan apakah itu menamai suatu objek, kualitas, tindakan atau tidak. Untuk pengaturan ini, semua kata-kata dibagi menjadi signifikan, pronominal, angka, layanan dan kata seru. ke yang pertama Tipe meliputi kata benda, kata sifat, kata kerja, dan . Mereka menunjukkan nama-nama objek, kualitas dan tindakan. Jenis kata kedua yang memiliki fungsi penamaan adalah pronominal. Kemampuan untuk menyebutkan nama tidak ada di , interjeksi, dan jenis layanan. Ini adalah kelompok kata yang relatif kecil, tetapi ada di semua orang.

Tentukan apakah kata yang diberikan mampu mengekspresikan konsep. Fitur ini memiliki kata-kata unit signifikan dari tipe signifikan, karena mereka membentuk rentang konseptual bahasa apa pun. Namun, bilangan apa pun juga termasuk dalam kategori konsep, dan, karenanya, juga membawa fungsi ini. Kata-kata fungsional juga memilikinya, tetapi kata ganti dan kata seru tidak.

Pertimbangkan seperti apa kata itu jika ada dalam sebuah kalimat. Bisakah? Itu bisa berupa kata apa saja yang bertipe signifikan. Tapi kemungkinan ini juga di, serta di angka. Dan inilah pejabatnya kata-kata memainkan peran tambahan, mereka tidak dapat menjadi subjek, atau anggota sekunder kalimat, serta kata seru.

Untuk kenyamanan, Anda dapat membuat piring empat kolom enam baris. Di baris atas, beri nama kolom yang sesuai "Jenis kata", "Nama", "Konsep" dan "Dapat menjadi anggota kalimat." Di kolom kiri pertama, tuliskan nama-nama jenis kata, ada lima total. Tentukan fungsi mana yang dimiliki kata tersebut dan mana yang tidak. Di kolom yang sesuai, masukkan plus dan. Jika ada plus di ketiga kolom, maka ini adalah tipe signifikan. Plus pronominal akan berada di kolom pertama dan ketiga, di kolom kedua dan ketiga. Melayani kata-kata hanya dapat mengungkapkan konsep, yaitu, mereka memiliki satu plus di kolom kedua. Kata seru yang berlawanan di ketiga kolom akan ada minusnya.

Video Terkait

Hibridisasi adalah proses mendapatkan hibrida - tanaman atau hewan yang diturunkan dari persilangan varietas dan keturunan yang berbeda. Kata hibrida (hibrida) diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai "campuran".

Hibridisasi: alami dan buatan

Proses hibridisasi didasarkan pada kombinasi dalam satu sel bahan genetik sel yang berbeda dari individu yang berbeda. Ada perbedaan antara intraspesifik dan jarak jauh, di mana koneksi genom yang berbeda terjadi. Di alam, hibridisasi alami telah terjadi dan terus terjadi tanpa campur tangan manusia sepanjang waktu. Dengan kawin silang dalam suatu spesies tanaman berubah dan berkembang dan varietas baru dan keturunan hewan muncul. Dari sudut pandang, ada hibridisasi DNA, asam nukleat, perubahan pada tingkat atom dan intraatomik.

Dalam kimia akademik, hibridisasi dipahami sebagai interaksi spesifik orbital atom dalam molekul suatu zat. Tapi ini bukan proses fisik yang nyata, tetapi hanya model hipotetis, konsep.

Hibrida dalam produksi tanaman

Pada tahun 1694, ilmuwan Jerman R. Camerarius mengusulkan untuk memperoleh secara artifisial. Dan pada tahun 1717, T. Fairchild Inggris pertama kali melintasi berbagai jenis anyelir. Saat ini, hibridisasi tanaman intraspesifik dilakukan untuk mendapatkan hasil tinggi atau adaptasi, misalnya, varietas tahan beku. Hibridisasi bentuk dan varietas merupakan salah satu metode pemuliaan tanaman. Dengan demikian, sejumlah besar varietas tanaman modern telah dibuat.

Dengan hibridisasi jauh, ketika perwakilan dari spesies yang berbeda disilangkan dan genom yang berbeda digabungkan, hibrida yang dihasilkan dalam banyak kasus tidak memberikan keturunan atau menghasilkan persilangan berkualitas rendah. Itulah mengapa tidak masuk akal untuk meninggalkan benih mentimun hibrida yang telah matang di kebun, dan setiap kali membeli benih mereka di toko khusus.

Seleksi di peternakan

Di dunia, hibridisasi alami, baik intraspesifik maupun jauh, juga terjadi. Bagal telah dikenal manusia selama dua ribu tahun sebelum zaman kita. Dan saat ini, bagal dan hinny digunakan dalam rumah tangga sebagai hewan pekerja yang relatif murah. Benar, hibridisasi semacam itu bersifat interspesifik, oleh karena itu jantan hibrida harus dilahirkan steril. Betina sangat jarang memberikan keturunan.

Seekor bagal adalah hibrida dari kuda betina dan keledai. Hibrida yang diperoleh dari persilangan kuda jantan dan keledai disebut hinny. Keledai dibiakkan secara khusus. Mereka lebih tinggi dan lebih kuat dari seekor hinny.

Tetapi menyilangkan anjing peliharaan dengan serigala adalah kegiatan yang sangat umum di kalangan pemburu. Kemudian, keturunan yang dihasilkan menjadi sasaran seleksi lebih lanjut, sebagai akibatnya, keturunan anjing baru diciptakan. Saat ini, pembiakan hewan merupakan komponen penting dari keberhasilan industri peternakan. Hibridisasi dilakukan dengan sengaja, dengan fokus pada parameter yang ditentukan.

Kimia umum dan BIOorganik

(catatan kuliah)

Bagian 2. Kimia organik

Untuk mahasiswa tahun pertama Fakultas Kedokteran spesialisasi "Kedokteran Gigi"

rumah penerbitan Universitas Persahabatan Rakyat Rusia,

Disetujui

Dewan Akademik RIS

Universitas Persahabatan Rakyat Rusia

Kovalchukova O.V., Avramenko O.V.

Kimia umum dan bioorganik (catatan kuliah). Bagian 2. Kimia organik. Untuk mahasiswa tahun pertama Fakultas Kedokteran spesialisasi "Kedokteran Gigi". Moskow: Universitas RUDN, 2010. 108 hal.

Abstrak Perkuliahan yang dibacakan untuk mahasiswa tahun 1 Fakultas Kedokteran, Kekhususan “Kedokteran Gigi”. Disusun sesuai dengan program mata kuliah "Kimia Umum dan Bioorganik".

Disiapkan di Departemen Kimia Umum.

© Kovalchukova O.V., Avramenko O.V.

© Rumah Penerbitan Universitas Persahabatan Rakyat Rusia, 2010

PENGANTAR

Kimia bioorganik adalah cabang ilmu kimia yang erat kaitannya dengan disiplin ilmu khusus fakultas kedokteran universitas seperti biokimia, farmakologi, fisiologi, dan biologi molekuler. Ini adalah bidang ilmu yang mempelajari struktur dan mekanisme fungsi molekul biologis aktif dari posisi dan ide-ide kimia organik, yang menentukan pola hubungan antara struktur dan reaktivitas senyawa organik.

Perhatian utama dalam mata kuliah ini diberikan pada klasifikasi senyawa organik menurut struktur kerangka karbon dan sifat gugus fungsi, hukum yang menghubungkan struktur kimia molekul organik dengan sifat pusat reaksinya, hubungan struktur elektronik dan spasial mereka dengan mekanisme transformasi kimia.

TEORI STRUKTUR KIMIA SENYAWA ORGANIK

senyawa organik- ini adalah senyawa karbon (kecuali yang paling sederhana), di mana ia menunjukkan valensi IV.

Kimia organik adalah kimia hidrokarbon dan turunannya.

Atom karbon dalam senyawa organik berada dalam keadaan tereksitasi dan memiliki empat elektron tidak berpasangan:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2 → 6 C* 1s 2 2s 1 2p 3

Sebuah atom karbon tereksitasi mampu:

1) membentuk ikatan kuat dengan atom karbon lain, yang mengarah pada pembentukan rantai dan siklus;

2) karena berbagai jenis hibridisasi orbital, membentuk ikatan sederhana, rangkap dua dan rangkap tiga antara atom karbon dan dengan atom lain (H, O, N, S, P, dll.);

3) bergabung dengan empat atom berbeda, yang mengarah pada pembentukan rantai karbon bercabang.

Jenis hibridisasi atom karbon dalam senyawa organik

sp 3 - hibridisasi

Keempat orbital valensi berpartisipasi dalam hibridisasi. Sudut valensi 109 o 28' (tetrahedron). Atom karbon hanya membentuk ikatan sederhana (σ) - senyawa tersebut jenuh.

sp 2 - hibridisasi

Tiga hibrida dan satu orbital non-hibrida terbentuk. Sudut valensi 120 o (struktur datar, segitiga beraturan). Orbital hibrida membentuk ikatan-σ. Orbital non-hibrida membentuk ikatan-p. sp 2– Hibridisasi khas untuk senyawa tak jenuh dengan satu ikatan-p.

sp - hibridisasi

Dua orbital hibrida dan dua non-hibrida terbentuk. Sudut valensi 180 o (struktur linier). Atom karbon dalam keadaan sp-hibridisasi mengambil bagian dalam pembentukan dua ikatan rangkap atau satu ikatan rangkap tiga.

Teori struktur senyawa organik dirumuskan pada tahun 1861 oleh A.M. Butlerov dan memuat ketentuan sebagai berikut:

1. Semua atom yang membentuk molekul saling berhubungan dalam urutan yang ditentukan secara ketat sesuai dengan valensinya. Urutan penggabungan atom menjadi molekul menentukan struktur kimia .

2. Sifat-sifat senyawa organik tidak hanya bergantung pada komposisi kualitatif dan kuantitatif zat, tetapi juga pada urutan kombinasinya (struktur kimia molekul).

3. Atom-atom dalam suatu molekul saling mempengaruhi satu sama lain, yaitu Sifat-sifat gugus atom dalam suatu molekul dapat berubah tergantung dari sifat atom-atom lain yang menyusun molekul tersebut. Kelompok atom yang menentukan sifat kimia molekul organik disebut kelompok fungsional .

4. Setiap senyawa organik hanya memiliki satu rumus kimia. Mengetahui rumus kimia, Anda dapat memprediksi sifat-sifat senyawa, dan dengan mempelajari sifat-sifatnya dalam praktik, Anda dapat menetapkan rumus kimia.

molekul organik

Jenis kerangka karbon:

asiklik:

· bercabang;

biasa (linier).

Berhubung dgn putaran:

karbosiklik (siklus hanya atom karbon);

heterosiklik (selain atom karbon, siklus mencakup beberapa atom lain - nitrogen, oksigen, belerang).

Jenis atom karbon dalam rantai hidrokarbon:

H 3 C-CH 2 -CH-C- CH 3

Atom karbon primer (terhubung dalam rantai dengan hanya satu atom karbon, bersifat terminal);

Atom karbon sekunder (terhubung ke dua atom karbon yang berdekatan, terletak di tengah rantai);

Atom karbon tersier (terletak pada percabangan rantai karbon, terhubung dengan tiga atom karbon);

Atom karbon kuarterner (tidak memiliki substituen lain selain atom karbon).

Kelompok fungsional- sekelompok atom khusus yang menentukan sifat kimia senyawa.

Contoh kelompok fungsional:

-APAKAH DIA-gugus hidroksil (alkohol, fenol);

C=O– gugus karbonil (keton, aldehida);

Dengan- gugus karboksil (asam karboksilat);

-NH2 - gugus amino (amina);

-SH- kelompok tiol (tioalkohol)

senyawa organik

menggabungkan

properti

struktur kimia

Atom-atom yang membentuk senyawa organik dapat digabungkan menjadi molekul dengan cara yang berbeda. Misalnya, senyawa dengan komposisi C 2 H 6 O dapat sesuai dengan dua senyawa kimia yang memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda:

Menggabungkan senyawa organik - jumlah atom dari berbagai unsur yang termasuk dalam molekulnya. isomer Senyawa yang memiliki komposisi sama tetapi struktur kimianya berbeda. Isomer memiliki sifat kimia yang berbeda.

Jenis isomerisme

ISOMERISME STRUKTURAL

Isomerisme rantai karbon:

Isomerisme posisi ikatan rangkap:

Isomerisme antar kelas:

stereoisomerisme

Geometris(spasial, cis-trans-isomerisme senyawa dengan ikatan rangkap):

cis-butena-2	kesurupan-butena-2

Isomerisme geometrik dimungkinkan jika masing-masing atom karbon yang terlibat dalam pembentukan ikatan rangkap memiliki substituen yang berbeda. Jadi, untuk butena-1 CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3, isomerisme geometris tidak mungkin, karena salah satu atom karbon dalam ikatan rangkap memiliki dua substituen identik (atom hidrogen).

Geometris(spasial, cis-trans-isomerisme senyawa batas siklik):

Isomerisme geometrik dimungkinkan jika setidaknya dua atom karbon yang membentuk siklus memiliki substituen yang berbeda.

Optik:

Isomerisme optik adalah jenis stereoisomerisme karena kiralitas molekul. Di alam, ada senyawa yang berkorelasi seperti dua tangan satu orang. Salah satu sifat senyawa ini adalah ketidakcocokannya dengan bayangan cerminnya. Sifat ini disebut kiralitas (dari bahasa Yunani. « dengan ahli waris"- tangan).

Aktivitas optik molekul terdeteksi ketika mereka terkena cahaya terpolarisasi. Jika seberkas cahaya terpolarisasi dilewatkan melalui larutan zat aktif optik, maka bidang polarisasinya akan berputar. Isomer optik ditunjuk menggunakan awalan d-

model atom karbon

Elektron valensi atom karbon terletak pada satu orbital 2s dan dua orbital 2p. Orbital 2p terletak pada sudut 90° satu sama lain, dan orbital 2s memiliki simetri bola. Dengan demikian, susunan orbital atom karbon dalam ruang tidak menjelaskan terjadinya sudut ikatan 109,5°, 120°, dan 180° pada senyawa organik.

Untuk mengatasi kontradiksi ini, gagasan hibridisasi orbital atom. Untuk memahami sifat dari tiga opsi untuk pengaturan ikatan atom karbon, diperlukan gagasan tentang tiga jenis hibridisasi.

Kami berutang munculnya konsep hibridisasi kepada Linus Pauling, yang melakukan banyak hal untuk mengembangkan teori ikatan kimia.

Konsep hibridisasi menjelaskan bagaimana atom karbon mengubah orbitalnya menjadi senyawa. Di bawah ini kami akan mempertimbangkan proses transformasi orbital langkah demi langkah. Pada saat yang sama, harus diingat bahwa pembagian proses hibridisasi ke dalam tahapan atau tahapan, pada kenyataannya, tidak lebih dari perangkat mental yang memungkinkan presentasi konsep yang lebih logis dan dapat diakses. Namun demikian, kesimpulan tentang orientasi spasial ikatan atom karbon, yang pada akhirnya akan kita capai, sepenuhnya sesuai dengan keadaan sebenarnya.

Konfigurasi elektron atom karbon di dasar dan keadaan tereksitasi

Gambar di sebelah kiri menunjukkan konfigurasi elektron atom karbon. Kami hanya tertarik pada nasib elektron valensi. Sebagai hasil dari langkah pertama, yang disebut kegembiraan atau promosi, salah satu dari dua elektron 2s bergerak ke orbital 2p bebas. Pada tahap kedua, proses hibridisasi itu sendiri terjadi, yang secara konvensional dapat dibayangkan sebagai campuran satu s- dan tiga orbital p dan pembentukan empat orbital identik baru dari mereka, yang masing-masing mempertahankan sifat-sifat s. -orbital dengan seperempat dan sifat-sifat orbital p. Orbital baru ini disebut sp 3 - hibrida. Di sini, superskrip 3 menunjukkan bukan jumlah elektron yang menempati orbital, tetapi jumlah orbital p yang mengambil bagian dalam hibridisasi. Orbital hibrida diarahkan ke simpul tetrahedron, yang di tengahnya terdapat atom karbon. Setiap orbital hibrid sp 3 mengandung satu elektron. Elektron ini berpartisipasi dalam tahap ketiga dalam pembentukan ikatan dengan empat atom hidrogen, membentuk sudut ikatan 109,5°.

sp3 - hibridisasi. molekul metana.

Pembentukan molekul planar dengan sudut ikatan 120° ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Di sini, seperti dalam kasus hibridisasi sp 3, langkah pertama adalah eksitasi. Pada tahap kedua, satu orbital 2s dan dua 2p berpartisipasi dalam hibridisasi, membentuk tiga sp 2 -hibrida orbital yang terletak pada bidang yang sama dengan sudut 120° satu sama lain.

Pembentukan tiga orbital hibrida sp2

Satu p-rorbital tetap tidak terhibridisasi dan terletak tegak lurus terhadap bidang orbital hibrid sp 2. Kemudian (langkah ketiga) dua orbital hibrid sp 2 dari dua atom karbon menggabungkan elektron untuk membentuk ikatan kovalen. Ikatan seperti itu, yang terbentuk sebagai hasil tumpang tindih dua orbital atom di sepanjang garis yang menghubungkan inti atom, disebut -ikatan.

Pembentukan ikatan sigma dan pi dalam molekul etilen

Tahap keempat adalah pembentukan ikatan kedua antara dua atom karbon. Ikatan terbentuk sebagai hasil dari tumpang tindih tepi orbital 2p yang tidak terhibridisasi yang saling berhadapan dan disebut -ikatan. Orbital molekul baru adalah himpunan dua daerah yang ditempati oleh elektron ikatan - di atas dan di bawah ikatan . Kedua ikatan (σ dan ) bersama-sama membentuk ikatan rangkap antar atom karbon. Dan terakhir, langkah kelima yang terakhir adalah pembentukan ikatan antara atom karbon dan hidrogen menggunakan elektron dari empat orbital hibrid sp2 yang tersisa.

Ikatan rangkap pada molekul etilen

Jenis hibridisasi ketiga dan terakhir ditunjukkan oleh contoh molekul paling sederhana yang mengandung ikatan rangkap tiga, molekul asetilena. Langkah pertama adalah eksitasi atom, sama seperti sebelumnya. Pada tahap kedua, hibridisasi satu orbital 2s dan satu 2p terjadi dengan pembentukan dua sp-hibrida orbital yang membentuk sudut 180°. Dan dua orbital 2p yang diperlukan untuk pembentukan dua ikatan tetap tidak berubah.

Pembentukan dua orbital sp-hibrida

Langkah selanjutnya adalah pembentukan ikatan antara dua atom karbon hibridisasi sp, kemudian terbentuk dua ikatan . Satu ikatan dan dua ikatan antara dua karbon bersama-sama membentuk ikatan rangkap tiga. Akhirnya, ikatan terbentuk dengan dua atom hidrogen. Molekul asetilen memiliki struktur linier, keempat atom terletak pada garis lurus yang sama.

Kami telah menunjukkan bagaimana tiga jenis utama geometri molekul dalam kimia organik muncul sebagai hasil dari berbagai transformasi orbital atom karbon.

Dua metode dapat diusulkan untuk menentukan jenis hibridisasi berbagai atom dalam suatu molekul.

Metode 1. Cara paling umum, cocok untuk molekul apa pun. Berdasarkan ketergantungan sudut ikatan pada hibridisasi:

a) sudut ikatan 109,5°, 107° dan 105° menunjukkan hibridisasi sp 3;

b) sudut valensi sekitar 120 ° - sp 2 - hibridisasi;

c) sudut valensi 180 °-sp-hibridisasi.

Metode 2. Cocok untuk sebagian besar molekul organik. Karena jenis ikatan (tunggal, rangkap dua, rangkap tiga) dikaitkan dengan geometri, adalah mungkin untuk menentukan jenis hibridisasinya berdasarkan sifat ikatan atom tertentu:

a) semua ikatan sederhana - sp 3 -hibridisasi;

b) satu ikatan rangkap - sp 2 -hibridisasi;

c) satu ikatan rangkap tiga - hibridisasi sp.

Hibridisasi adalah operasi mental untuk mengubah orbital atom biasa (secara energi paling menguntungkan) menjadi orbital baru, yang geometrinya sesuai dengan geometri molekul yang ditentukan secara eksperimental.

Konsep dasar kimia organik. Karbon menonjol di antara semua elemen karena atom-atomnya dapat mengikat satu sama lain dalam rantai atau siklus yang panjang. Sifat inilah yang memungkinkan karbon membentuk jutaan senyawa, yang studinya dikhususkan untuk seluruh bidang - kimia organik.

Teori modern tentang struktur molekul menjelaskan baik jumlah besar senyawa organik maupun ketergantungan sifat-sifat senyawa ini pada struktur kimianya. Ini juga sepenuhnya menegaskan prinsip-prinsip dasar teori struktur kimia, yang dikembangkan oleh ilmuwan Rusia yang luar biasa A. M. Butlerov. (BUKAN FAKTA YANG DIBUTUHKAN).

Hibridisasi (kimia) - interaksi spesifik orbital atom dalam molekul.

Atom (partikel terkecil yang mungkin dari salah satu bahan kimia paling sederhana yang disebut unsur) terdiri dari inti dan elektron yang berputar di sekitar mereka. Elektron tidak persis sel darah, tetapi juga gelombang, sehingga mereka membentuk semacam awan di sekitar inti atom (beberapa ruang di mana elektron "hidup"). Jika awan dari satu elektron tumpang tindih dengan awan yang lain, maka hibridisasi dapat terjadi - awan elektron bersatu dan dua elektron mulai "berdiam" di satu awan yang sama. Karena elektron ini milik atom yang berbeda, atom menjadi terikat.

Hibridisasi orbital- konsep pencampuran yang berbeda, tetapi serupa dalam energi, orbital atom tertentu, dengan munculnya jumlah orbital hibrida baru yang sama, identik dalam energi dan bentuk. Hibridisasi orbital atom terjadi ketika ikatan kovalen terjadi antara atom. Hibridisasi orbital sangat berguna dalam menjelaskan bentuk orbital molekul dan merupakan bagian integral dari teori ikatan valensi.

Transformasi kimia senyawa makromolekul. Reaksi degradasi polimer Jenis kehancuran.

Ada tiga jenis reaksi polimer:
– reaksi tanpa mengubah derajat polimerisasi (transformasi analog polimer);
– reaksi yang mengarah pada peningkatannya (penstrukturan, blok dan kopolimerisasi cangkok);
– reaksi yang mengarah pada penurunan derajat polimerisasi (pecahnya rantai selama degradasi polimer).

jenis:

penghancuran kimia;

penghancuran oksidatif;

Degradasi oksidatif diamati pada polimer heterochain dan carbochain;

Penghancuran di bawah pengaruh pengaruh fisik

Degradasi termal

Degradasi fotokimia

Penghancuran di bawah pengaruh radiasi radioaktif. Di bawah pengaruh radiasi pengion, polimer mengalami perubahan kimia dan struktural yang mendalam, yang menyebabkan perubahan sifat fisikokimia dan fisiko-mekanis.

Penghancuran mekanisokimia

Nomor tiket 5

1. Jenis hibridisasi orbital atom dalam senyawa organik. sp 3 -, sp 2 -, sp - hibridisasi.

orbital atom adalah fungsi yang menggambarkan kerapatan awan elektron pada setiap titik dalam ruang di sekitar inti atom.

Jenis hibridisasi

Hibridisasi sp

Terjadi ketika mencampur satu s- dan satu p-orbital. Dua orbital sp-atom yang setara terbentuk, terletak secara linier pada sudut 180 derajat dan diarahkan ke arah yang berbeda dari inti atom karbon. Dua orbital p non-hibrida yang tersisa terletak pada bidang yang saling tegak lurus dan berpartisipasi dalam pembentukan ikatan , atau ditempati oleh pasangan elektron bebas.

hibridisasi sp2

Terjadi ketika mencampur satu s- dan dua orbital p. Tiga orbital hibrida dibentuk dengan sumbu yang terletak di bidang yang sama dan diarahkan ke simpul segitiga pada sudut 120 derajat. Orbital p-atomik non-hibrida tegak lurus terhadap bidang dan, sebagai aturan, berpartisipasi dalam pembentukan ikatan-π

hibridisasi sp3

Terjadi ketika mencampur satu s- dan tiga orbital p, membentuk empat orbital hibrida sp3 dengan bentuk dan energi yang sama. Mereka dapat membentuk empat ikatan dengan atom lain atau diisi dengan pasangan elektron bebas.

Sumbu orbital sp3-hibrida diarahkan ke simpul dari tetrahedron biasa. Sudut tetrahedral di antara mereka adalah 109°28", yang sesuai dengan energi tolakan elektron terendah. Orbital Sp3 juga dapat membentuk empat ikatan dengan atom lain atau diisi dengan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama.