AO hybridizácia- ide o zarovnanie valencie AO v tvare a energii pri tvorbe chemickej väzby.

1. Hybridizácie sa môžu zúčastniť len tie AO, ktorých energie sú dostatočne blízko (napríklad 2s- a 2p-atómové orbitály).

2. Na hybridizácii sa môžu podieľať voľné miesta (voľné) AO, orbitály s nespárovanými elektrónmi a nezdieľanými elektrónovými pármi.

3. V dôsledku hybridizácie vznikajú nové hybridné orbitály, ktoré sú v priestore orientované tak, že po prekrytí s orbitálmi iných atómov sú elektrónové páry od seba čo najďalej. Tento stav molekuly zodpovedá minimálnej energii v dôsledku maximálneho odpudzovania podobne nabitých elektrónov.

4. Typ hybridizácie (počet AO podstupujúcich hybridizáciu) je určený počtom atómov "útočiacich" na daný atóm a počtom nezdieľaných elektrónových párov v danom atóme.

Príklad. BF 3. V okamihu vytvorenia väzby sa AO atómu B preskupuje, prechádza do excitovaného stavu: В 1s 2 2s 2 2p 1 ® B* 1s 2 2s 1 2p 2 .

Hybridné AO sú umiestnené pod uhlom 120 o. Molekula má správny tvar trojuholník(ploché, trojuholníkové):

3. sp 3 -hybridizácia. Tento typ hybridizácie je typický pre atómy 4. skupiny ( uhlík, kremík, germánium) v molekulách typu EH 4, ako aj pre atóm C v diamante, molekuly alkánov, pre atóm N v molekule NH 3, NH 4 +, atóm O v molekule H 2 O atď.

Príklad 1 CH 4. V momente vzniku väzby sa preskupuje AO atómu C, prechádza do excitovaného stavu: C 1s 2 2s 2 2p 2 ® C* 1s 2 2s 1 2p 3 .

Hybridné AO sú umiestnené pod uhlom 109 asi 28".

Príklad 2 NH3 a NH4+.

Elektrónová štruktúra atómu N: 1s 2 2s 2 2p 3 . 3 AO obsahujúce nepárové elektróny a 1 AO obsahujúce nezdieľaný elektrónový pár podliehajú hybridizácii. V dôsledku silnejšieho odpudzovania osamelého elektrónového páru od elektrónových párov s-väzieb je väzbový uhol v molekule amoniaku 107,3 ​​o (bližšie k štvorstenu a nie k priamemu).

Molekula má tvar trigonálnej pyramídy:

Pojmy hybridizácie sp 3 umožňujú vysvetliť možnosť vzniku amónneho iónu a ekvivalencie väzieb v ňom.

Príklad 3 H20.

Elektrónová štruktúra atómu О 1s 2 2s 2 2p 4 . 2 AO obsahujúce nespárované elektróny a 2 AO obsahujúce nezdieľané elektrónové páry podliehajú hybridizácii. Väzbový uhol v molekule vody je 104,5° (tiež bližšie k štvorstenu a nie priamemu).

Molekula má hranatý tvar:

Koncept hybridizácie sp 3 umožňuje vysvetliť možnosť vzniku oxóniového (hydroxóniového) iónu a vzniku 4 vodíkových väzieb každou molekulou v štruktúre ľadu.

4. sp 3 d-hybridizácia.Tento typ hybridizácie je typický pre atómy prvkov 5. skupiny (začínajúc P) v molekulách typu EX 5.

Príklad. PCl5. Elektrónová štruktúra atómu P v základnom a excitovanom stave: Р 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 1 . Tvar molekuly - šesťsten (presnejšie - trigonálna bipyramída):

5. hybridizácia sp 3 d2.Tento typ hybridizácie je typický pre atómy prvkov 6. skupiny (začínajúc S) v molekulách typu EX 6.

Príklad. SF6. Elektrónová štruktúra atómu S v základnom a excitovanom stave: S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 2 .

Tvar molekuly - osemsten :

6. Sp 3 d 3 hybridizácia.Tento typ hybridizácie je typický pre atómy prvkov skupiny 7 (začínajúc Cl) v molekulách typu EX 7.

Príklad. IF7. Elektrónová štruktúra atómu F v základnom a excitovanom stave: I 5s 2 3p 5 ® I* 5s 1 3p 3 3d 3 . Tvar molekuly - desaťsten (presnejšie - päťuholníková bipyramída):

7. Sp 3 d 4 hybridizácia.Tento typ hybridizácie je typický pre atómy prvkov skupiny 8 (okrem He a Ne) v molekulách typu EX 8.

Príklad. XeF 8. Elektrónová štruktúra atómu Xe v základnom a excitovanom stave: Xe 5s 2 3p 6 ® Xe* 5s 1 3p 3 3d 4 .

Tvar molekuly - dvanásťsten:

Môžu existovať aj iné typy hybridizácie AO.

Na vysvetlenie faktov, keď atóm tvorí väčší počet väzieb ako je počet nespárovaných elektrónov v základnom stave (napríklad atóm uhlíka), sa používa postulát hybridizácie energeticky blízkych atómových orbitálov. Dochádza k AO hybridizácii pri tvorbe kovalentnej väzby, ak to vedie k efektívnejšiemu prekrývaniu orbitálov. Hybridizácia atómu uhlíka je sprevádzaná jeho excitáciou a prenosom elektrónov z 2 s- dňa 2 R-AO:

Prízemné a excitované stavy atómu uhlíka.

AO hybridizácia- ide o interakciu (miešanie) typovo odlišných, ale energeticky blízkych atómových orbitálov daného atómu za vzniku hybridných orbitálov rovnakého tvaru a energie.

Napríklad zmiešanie 2s-AO s 2 p-AO dáva dva hybridy 2 sp-AO:

AO s veľkým rozdielom energie (napríklad 1 s a 2 R) nevstupujú do hybridizácie. V závislosti od počtu zapojených do hybridizácie p-AO sú možné nasledujúce typy hybridizácie:

pre atómy uhlíka a dusíka - sp 3 , sp 2 a sp;

pre atóm kyslíka - sp 3 , sp 2 ;

pre halogény - sp 3 .

Hybridný AO je asymetrický a silne pretiahnutý v jednom smere od jadra (nepravidelný tvar osmičky).

Na rozdiel od nehybridných s- alebo R-AO, má jeden veľký podiel, ktorý dobre tvorí chemickú väzbu, a malý zlomok, ktorý zvyčajne nie je ani znázornený. Hybridizované AO interagujúce s orbitálmi rôznych typov ( s-, R- alebo hybrid AO) iných atómov zvyčajne dáva s-MO, t.j. tvoria S-väzby. Táto väzba je silnejšia ako väzba tvorená elektrónmi nehybridného AO vďaka efektívnejšiemu prekrývaniu.

3.3.1. sp 3 -Hybridizácia (tetraedrická).

Jeden s- a tri R štyri rovnaké vo forme a energii sp 3-hybridné orbitály.

Orbitálny model atómu v sp 3 -hybridizovanom stave.

Pre atóm uhlíka a ďalšie prvky 2. periódy prebieha tento proces podľa schémy:

2s + 2p x + 2p y + 2p z = 4 (2p 3)

Schéma sp 3 hybridizácie atómových orbitálov.

Osy sp 3 -hybridných orbitálov smerujú k vrcholom pravidelného štvorstenu. Tetraedrický uhol medzi nimi je 109°28", čo zodpovedá najnižšej energii odpudzovania elektrónov.

Prvýkrát myšlienku smeru jednotiek afinity (valencií) atómu uhlíka v rohoch štvorstenu nezávisle predložili v roku 1874 Van't Hoff a Le Bel.

sp 3 -Orbitály môžu tvoriť štyri s-väzby s inými atómami alebo môžu byť naplnené osamelými pármi elektrónov.

A ako vizuálne znázorniť priestorovú štruktúru atómu v stave sp 3 na obrázku?

V tomto prípade sp3-hybridné orbitály nie sú zobrazené ako elektrónové oblaky, ale ako priame čiary alebo kliny, v závislosti od priestorovej orientácie orbitálu. Takéto schematické znázornenie sa používa pri písaní stereochemických (priestorových) vzorcov molekúl.

Prechod od orbitálneho modelu (a) k priestorovému vzorcu (b).

Na príklade molekuly metánu sú znázornené trojrozmerné modely a priestorový (stereochemický) vzorec molekuly s atómom uhlíka sp 3.

Model molekuly metánu

sp 3 - Hybridizovaný stav je charakteristický pre atóm, ak súčet počtu atómov s ním spojených a počtu jeho nezdieľaných elektrónových párov je 4.

Uhlík v hybridnom stave sp 3 sa nachádza v jednoduchej látke – diamante. Tento stav je typický pre atómy C, N, O atď. spojené s inými atómami jednoduchými väzbami (atómy sp 3 sú zvýraznené červenou):

S H4,R C H 3, N H3, R N H2, H2 O, R O H, R2 O;

ako aj anióny ako:

R3 C: - , R O - .

Dôsledkom tetraedrickej štruktúry atómu sp3 je možnosť existencie dvoch optických stereoizomérov v zlúčenine obsahujúcej takýto atóm so štyrmi rôznymi substituentmi (Vant Hoff, Le Bel, 1874).

3.3.2. sp 2 -Hybridizácia (rovina-trigonálna).

Jeden s- a dve p Orbitály sa miešajú a formujú tri ekvivalent sp 2-hybridné orbitály umiestnené v rovnakej rovine pod uhlom 120° (zvýraznené modrou farbou). Môžu tvoriť tri S-väzby. Po tretie R-orbitál zostáva nehybridizovaný a je orientovaný kolmo na rovinu umiestnenia hybridných orbitálov. Toto R-AO sa podieľa na tvorbe p-väzby.

Pre prvky 2. periódy proces sp 2-hybridizácia prebieha podľa schémy:

2s + 2p x + 2p y = 3 (2sp 2) 2p z -AO sa nezúčastňuje hybridizácie.

Na znázornenie priestorovej štruktúry atómov v stave sp 2 sa používajú rovnaké techniky ako v prípade atómov sp 3:

Prechod z orbitálneho modelu atómu v sp 2 -hybridizovanom stave (a) k priestorovému vzorcu (b). Štruktúra molekúl s atómami sp 2 sa odráža v ich modeloch:

Modely molekuly etylénu

sp 2 - Hybridizovaný stav je charakteristický pre atóm, ak sa súčet počtu atómov s ním spojených a počtu jeho nezdieľaných elektrónových párov rovná3

Uhlík v sp 2 -hybridnom stave tvorí jednoduchú látku grafit. Tento stav je typický pre atómy C, N, O atď. s dvojitou väzbou (atómy sp 2 sú zvýraznené červenou):

H2 C=C H2, H2 C=C HR, R2 C=N R, R- N=N-R, R2 C=O, R- N=O,

a tiež pre katióny typu

R3 C+ a voľné radikály R3 C · .

Koncept hybridizácie

Koncept hybridizácie valenčných atómových orbitálov navrhol americký chemik Linus Pauling, aby odpovedal na otázku, prečo, ak má centrálny atóm rôzne (s, p, d) valenčné orbitály, väzby ním vytvorené v polyatomických molekulách s rovnakými ligandami sú ekvivalentné v ich energetických a priestorových charakteristikách .

Myšlienky o hybridizácii sú ústredné pre metódu valenčných väzieb. Samotná hybridizácia nie je skutočný fyzikálny proces, ale iba pohodlný model, ktorý umožňuje vysvetliť elektrónovú štruktúru molekúl, najmä hypotetické modifikácie atómových orbitálov počas tvorby kovalentnej chemickej väzby, najmä zarovnanie chemických väzbové dĺžky a väzbové uhly v molekule.

Koncept hybridizácie bol úspešne aplikovaný na kvalitatívny popis jednoduchých molekúl, no neskôr bol rozšírený aj na zložitejšie. Na rozdiel od teórie molekulových orbitálov nie je striktne kvantitatívna, napríklad nie je schopná predpovedať fotoelektrónové spektrá ani tak jednoduchých molekúl, ako je voda. V súčasnosti sa využíva najmä na metodologické účely a v syntetickej organickej chémii.

Tento princíp sa odráža v Gillespie-Nyholmovej teórii odpudzovania elektrónových párov. Prvé a najdôležitejšie pravidlo, ktoré bolo formulované takto:

"Elektrónové páry majú také usporiadanie na valenčnom obale atómu, v ktorom sú od seba čo najďalej, to znamená, že elektrónové páry sa správajú, akoby sa odpudzovali."

Druhé pravidlo je, že „všetky elektrónové páry obsiahnuté vo valenčnom elektrónovom obale sa považujú za umiestnené v rovnakej vzdialenosti od jadra“.

Typy hybridizácie

sp hybridizácia

Vyskytuje sa pri zmiešaní jedného s- a jedného p-orbitálu. Vytvárajú sa dva ekvivalentné sp-atómové orbitály, ktoré sú umiestnené lineárne pod uhlom 180 stupňov a smerujú rôznymi smermi od jadra atómu uhlíka. Dva zostávajúce nehybridné p-orbitály sa nachádzajú vo vzájomne kolmých rovinách a podieľajú sa na tvorbe π-väzieb, alebo sú obsadené osamelými pármi elektrónov.

hybridizácia sp2

Vzniká pri zmiešaní jedného s- a dvoch p-orbitálov. Sú vytvorené tri hybridné orbitály s osami umiestnenými v rovnakej rovine a nasmerované k vrcholom trojuholníka pod uhlom 120 stupňov. Nehybridný p-atómový orbitál je kolmý na rovinu a spravidla sa podieľa na tvorbe π-väzieb

hybridizácia sp3

Vyskytuje sa pri zmiešaní jedného s- a troch p-orbitálov, čím sa vytvoria štyri sp3-hybridné orbitály rovnakého tvaru a energie. Môžu tvoriť štyri σ-väzby s inými atómami alebo byť naplnené osamelými pármi elektrónov.

Osi sp3-hybridných orbitálov smerujú k vrcholom pravidelného štvorstenu. Tetraedrický uhol medzi nimi je 109°28", čo zodpovedá najnižšej energii odpudzovania elektrónov. Orbitály Sp3 môžu vytvárať aj štyri σ-väzby s inými atómami alebo byť vyplnené nezdieľanými pármi elektrónov.

Hybridizácia a molekulárna geometria

Myšlienky o hybridizácii atómových orbitálov sú základom Gillespieho-Nyholmovej teórie odpudzovania elektrónových párov. Každý typ hybridizácie zodpovedá presne definovanej priestorovej orientácii hybridných orbitálov centrálneho atómu, čo umožňuje jeho použitie ako základ stereochemických konceptov v anorganickej chémii.

V tabuľke sú uvedené príklady zhody medzi najbežnejšími typmi hybridizácie a geometrickou štruktúrou molekúl za predpokladu, že všetky hybridné orbitály sa podieľajú na tvorbe chemických väzieb (neexistujú žiadne nezdieľané elektrónové páry).

Typ hybridizácie	číslo hybridné orbitály	Geometria	Štruktúra	Príklady
sp	2	Lineárne		BeF2, CO2, NO2+
sp 2	3	trojuholníkový		BF 3, NO 3 -, CO 3 2-
sp 3	4	štvorstenný		CH4, Cl04-, SO42-, NH4+
dsp2	4	ploché námestie		Ni(CO)4, XeF4
sp 3 d	5	Hexahedral		PCl5, AsF5
sp 3 d 2	6	Oktaedrický		SF6, Fe(CN)63-, CoF63-

Odkazy

Literatúra

• Pauling L. Povaha chemickej väzby / Per. z angličtiny. M. E. Dyatkina. Ed. Prednášal prof. Áno, K. Syrkina. - M.; L.: Goshimizdat, 1947. - 440 s.
• Pauling L. Všeobecná chémia. Za. z angličtiny. - M .: Mir, 1974. - 846 s.
• Minkin V. I., Simkin B. Ya., Minyaev R. M. Teória štruktúry molekúl. - Rostov na Done: Phoenix, 1997. - S. 397-406. - ISBN 5-222-00106-7
• Gillespie R. Geometria molekúl / Per. z angličtiny. E. Z. Zasorina a V. S. Mastryukov, ed. Yu.A. Pentina. - M .: Mir, 1975. - 278 s.

pozri tiež

Poznámky

Nadácia Wikimedia. 2010.

Najbežnejšie hybridizácie sú sp, sp 2 , sp 3 a sp 3 d 2 . Každý typ hybridizácie zodpovedá určitej priestorovej štruktúre molekúl látky.

sp hybridizácia. Tento typ hybridizácie sa pozoruje, keď atóm vytvorí dve väzby v dôsledku elektrónov umiestnených na s-orbitále a na rovnakom p-orbitále (rovnakej energetickej hladiny). V tomto prípade sa vytvoria dva hybridné q-orbitály nasmerované v opačných smeroch pod uhlom 180° (obr. 22).

Ryža. 22. Schéma sp-hybridizácie

Pri sp-hybridizácii vznikajú lineárne triatómové molekuly typu AB 2, kde A je centrálny atóm, v ktorom prebieha hybridizácia a B sú pripojené atómy, v ktorých k hybridizácii nedochádza. Takéto molekuly sú tvorené atómami berýlia, horčíka, ako aj atómami uhlíka v acetyléne (C 2 H 2) a oxide uhličitom (CO 2).

Príklad 5 Vysvetlite chemickú väzbu v molekulách BeH 2 a BeF 2 a štruktúru týchto molekúl.

rozhodnutie. Atómy berýlia v normálnom stave nevytvárajú chemické väzby, pretože nemajú nepárové elektróny (2s 2). V excitovanom stave (2s 1 2p 1) sú elektróny v rôznych orbitáloch; preto, keď sa vytvárajú väzby, dochádza k hybridizácii sp podľa schémy znázornenej na obr. 22. Dva atómy vodíka alebo fluóru sú pripojené k dvom hybridným orbitálom, ako je znázornené na obr. 23.

1) 2)

Ryža. 23. Schéma vzniku molekúl BeH 2 (1) a BeF 2 (2)

Výsledné molekuly sú lineárne, väzbový uhol je 180º.

Príklad 6 Podľa experimentálnych údajov je molekula CO2 lineárna a obe väzby uhlíka s kyslíkom majú rovnakú dĺžku (0,116 nm) a energiu (800 kJ/mol). Ako sú tieto údaje vysvetlené?

rozhodnutie. Tieto údaje o molekule oxidu uhličitého sú vysvetlené nasledujúcim modelom jej vzniku.

Atóm uhlíka tvorí väzby v excitovanom stave, v ktorom má štyri nepárové elektróny: 2s 1 2p 3 . Pri vytváraní väzieb nastáva sp hybridizácia orbitálov. Hybridné orbitály sú nasmerované v priamke v opačných smeroch od atómového jadra a zvyšné dva čisté (nehybridné) p-orbitály sú umiestnené kolmo na seba a na hybridné orbitály. Všetky orbitály (hybridné aj nehybridné) obsahujú jeden nepárový elektrón.

Každý atóm kyslíka, ktorý má dva nepárové elektróny v dvoch na seba kolmých p-orbitáloch, je pripojený k atómu uhlíka pomocou s-väzby a p-väzby: s-väzba vzniká za účasti hybridného uhlíkového orbitálu a p-väzba vzniká prekrývaním čistých p-orbitálov atómov uhlíka a kyslíka. Vznik väzieb v molekule CO 2 je znázornený na obr. 24.

Ryža. 24. Schéma vzniku molekuly CO 2

Väzbová multiplicita rovná dvom vysvetľuje väčšiu silu väzby a sp hybridizácia vysvetľuje lineárnu štruktúru molekuly.

Zmiešanie jedného s a dvoch p orbitálov sa nazýva hybridizácia sp2. Touto hybridizáciou sa získajú tri ekvivalentné q-orbitály umiestnené v rovnakej rovine pod uhlom 120° (obr. 25).

Ryža. 25. Schéma sp2 hybridizácie

Molekuly typu AB 3 vytvorené počas tejto hybridizácie majú tvar plochého pravidelného trojuholníka s atómami A v strede a atómami B vo vrcholoch. K takejto hybridizácii dochádza v atómoch bóru a iných prvkov tretej skupiny a v atómoch uhlíka v molekule C 2 H 4 a v ióne CO 3 2-.

Príklad 7 Vysvetlite vznik chemických väzieb v molekule ВН 3 a jej štruktúru.

rozhodnutie. Experimentálne štúdie naznačujú, že v molekule BH 3 sú všetky tri väzby B–H umiestnené v rovnakej rovine, uhly medzi väzbami sú 120º. Táto štruktúra molekuly sa vysvetľuje tým, že valenčné orbitály obsadené nepárovými elektrónmi (2s 1 2p 2) sú v excitovanom stave zmiešané v atóme bóru a tvoria väzby s hybridnými orbitálmi sp 2. Schéma molekuly VN 3 je znázornená na obr. 26.

Ryža. 26. Schéma vzniku molekuly ВН 3

Ak sa hybridizácie zúčastňuje jeden s- a tri p-orbitály ( hybridizácia sp3), potom sa v dôsledku toho vytvoria štyri hybridné orbitály nasmerované k vrcholom štvorstenu, t.j. orientované v uhloch 109º28¢ (~109,5º) navzájom. Výsledné molekuly majú tetraedrickú štruktúru. Hybridizácia tohto typu vysvetľuje štruktúru nasýtených uhľovodíkov, zlúčenín uhlíka s halogénmi, mnohých zlúčenín kremíka, amónneho katiónu NH 4 + atď. Klasickým príkladom tejto hybridizácie je molekula metánu CH 4 (obr. 27).

Ryža. 27. Schéma vzniku chemických väzieb v molekule CH 4

Ak sa hybridizácie zúčastňuje jeden s-, tri p- a dva d-orbitály ( sp 3 d 2 - hybridizácia), potom sa objaví šesť hybridných orbitálov, nasmerovaných do vrcholov oktaédra, t.j. orientované navzájom pod uhlom 90°. Výsledné molekuly majú oktaedrickú štruktúru. Hybridizácia tohto typu vysvetľuje štruktúru zlúčenín síry, selénu a telúru s halogénmi, napríklad SF 6 a SeF 6, a mnohými komplexnými iónmi: 2–, 3– atď. Na obr. 28 ukazuje tvorbu molekuly fluoridu sírového.

Ryža. 28. Schéma molekuly SF 6

Chemické väzby zahŕňajúce hybridné orbitály sú veľmi silné. Ak sa energia s-väzby tvorená "čistými" s-orbitálmi berie ako jednota, potom energia väzby pri hybridizácii sp bude 1,43, pri hybridizácii sp 2 1,99, pri hybridizácii sp 3 2,00 a pri hybridizácii sp 3 d 2 2,92. . Nárast pevnosti väzby sa vysvetľuje úplnejším prekrývaním hybridných orbitálov s nehybridnými pri tvorbe chemickej väzby.

Okrem uvažovaných typov hybridizácie sa v chemických zlúčeninách vyskytujú sp 2 d, sp 3 d, sp 3 d 3, sp 3 d 3 a ďalšie hybridizácie. Pri sp 2 d-hybridizácii majú molekuly a ióny štvorcový tvar, pri sp 3 d-hybridizácii majú tvar trigonálnej bipyramídy a pri hybridizácii sp 3 d 3 majú tvar päťuholníkovej bipyramídy. Iné typy hybridizácie sú zriedkavé.

Príklad 8 Sú uvedené rovnice dvoch podobných reakcií:

1) CF4 + 2HF = H2CF6; 2) SiF4 + 2HF = H2SiF6

Ktorá z nich je nemožná z hľadiska tvorby chemických väzieb?

rozhodnutie. Pre vznik H 2 CF 6 je potrebná hybridizácia sp 3 d 2, ale v atóme uhlíka sú valenčné elektróny na druhej energetickej hladine, v ktorej nie sú žiadne d-orbitály. Preto je prvá reakcia v zásade nemožná. Druhá reakcia je možná, pretože hybridizácia sp3d2 je možná v kremíku.

O hybridoch počúvame veľa. Vypovedajú o nich filmy, knihy a zvažuje ich aj veda. V prvých dvoch zdrojoch sú hybridy veľmi nebezpečné stvorenia. Môžu priniesť veľa zla. Ale hybridizácia nie je vždy zlá vec. Dosť často je to dobré.

Príkladom hybridizácie je každý človek. Všetci sme kríženci dvoch ľudí – otca a matky. Fúzia vajíčka a spermie je teda tiež druhom hybridizácie. Práve tento mechanizmus umožňuje evolúcii napredovať. V tomto prípade existuje aj hybridizácia s negatívnym znamienkom. Pozrime sa na tento fenomén vo všeobecnosti.

Všeobecná myšlienka hybridizácie

Tento pojem však nezahŕňa len biológia. A nech v úvode, príklad bol považovaný s hybridmi ako plnohodnotnými jedincami nepochopiteľného biologického druhu. Tento koncept je však možné použiť aj v iných vedách. A význam tohto pojmu bude trochu iný. Ale zároveň je tu stále niečo spoločné. Ide o slovo „únia“, ktoré v sebe spája všetky možné významy tohto pojmu.

Kde tento pojem existuje?

Pojem "hybridizácia" sa používa v mnohých vedách. A keďže sa väčšina v súčasnosti existujúcich disciplín prelína, môžeme pokojne hovoriť o používaní každého významu tohto pojmu v akejkoľvek vede, tak či onak spojenej s prírodnými výskumnými odvetviami. Tento termín sa však najaktívnejšie používa v:

1. Biológia. Odtiaľ pochádza koncept hybridu. Aj keď, ako vždy, pri prechode z vedy do každodenného života došlo k určitému skresleniu faktov. Hybridom rozumieme jedinec vzniknutý krížením dvoch iných druhov. Aj keď to nie je vždy tak.
2. Chémia. Tento koncept znamená zmiešanie niekoľkých orbitálov – akýchsi dráh pre pohyb elektrónov.
3. Biochémia. Kľúčovým konceptom je hybridizácia DNA.

Ako vidíte, tretí bod je na križovatke dvoch vied. A toto je úplne bežná prax. Jeden a ten istý pojem môže na styku dvoch vied tvoriť úplne odlišný význam. Pozrime sa bližšie na pojem hybridizácia v týchto vedách.

Čo je to hybrid?

Hybrid je tvor, ktorý sa ukázal v procese hybridizácie. Tento pojem sa vzťahuje na biológiu. Hybridy je možné získať náhodne aj zámerne. V prvom prípade sa môže ukázať, že ide o zvieratá, ktoré vznikajú v procese párenia dvoch rôznych druhov tvorov.

Napríklad hovoria o tom, ako mačky a psy majú deti, ktoré nie sú jednými z nich. Niekedy sú hybridy vytvorené zámerne. Napríklad, keď je čerešňa pripojená k marhuli, máme čo do činenia so špeciálnou hybridizáciou.

Hybridizácia v biológii

Biológia je zaujímavá veda. A koncept hybridizácie v ňom nie je o nič menej fascinujúci. Tento termín sa vzťahuje na kombináciu genetického materiálu rôznych buniek do jednej. Môžu to byť zástupcovia jedného druhu alebo niekoľkých. V súlade s tým existuje rozdelenie na takéto odrody hybridizácie.

• intrašpecifická hybridizácia. To je, keď dvaja jedinci toho istého druhu vytvoria potomka. Za príklad intrašpecifickej hybridizácie možno považovať osobu. Ukázalo sa to v procese zlučovania zárodočných buniek zástupcov jedného biologického druhu.
• Medzidruhová hybridizácia. Vtedy sa krížia podobné, ale patriace k rôznym druhom, zvieratá. Napríklad kríženec koňa a zebry.
• vzdialená hybridizácia. Vtedy sa krížia zástupcovia aspoň jedného druhu, no zároveň ich nespájajú rodinné väzby.

Každá z týchto odrôd pomáha nielen evolúcii. Vedci sa tiež aktívne pokúšajú krížiť rôzne druhy živých bytostí. Najlepšie to funguje s rastlinami. Existuje na to niekoľko dôvodov:

• rôzny počet chromozómov. Každý druh má nielen špecifický počet chromozómov, ale aj ich sadu. To všetko bráni reprodukcii potomstva.
• Rozmnožovať sa môžu iba hybridné rastliny. A to nie je vždy tak.
• Polyploidné môžu byť iba rastliny. Aby sa rastlina rozmnožovala, musí sa stať polyploidnou. V prípade zvierat je to istá smrť.
• Možnosť vegetatívnej hybridizácie. Ide o veľmi jednoduchý a pohodlný spôsob vytvorenia hybridov niekoľkých rastlín.

To sú dôvody, prečo je oveľa jednoduchšie a efektívnejšie skrížiť dve rastliny. V prípade zvierat sa snáď v budúcnosti podarí dosiahnuť možnosť rozmnožovania. V súčasnosti sa však v biológii považuje za oficiálny názor, že hybridné zvieratá strácajú schopnosť rozmnožovania, pretože títo jedinci sú geneticky nestabilní. Preto nie je známe, k čomu môže viesť ich reprodukcia.

Typy hybridizácie v biológii

Biológia je vo svojej špecializácii pomerne široká veda. Existujú dva typy hybridizácie, ktoré poskytuje:

1. Genetické. To je, keď sú dve bunky vytvorené do jednej s jedinečnou sadou chromozómov.
2. Biochemické. Príkladom tohto druhu je hybridizácia DNA. Vtedy sa komplementárne nukleové kyseliny spoja a vytvoria jednu DNA.

Dá sa rozdeliť na viac druhov. Ale to sme urobili v predchádzajúcej podkapitole. Vzdialená a intrašpecifická hybridizácia sú teda komponentmi prvého typu. A tam sa klasifikácia ešte viac rozširuje.

Koncept vegetatívnej hybridizácie

Vegetatívna hybridizácia je v biológii pojem, ktorý znamená akési kríženie dvoch rastlín, pri ktorom sa časť jedného druhu zakorení na druhom. To znamená, že hybridizácia nastáva v dôsledku kombinácie dvoch rôznych častí tela. Áno, aj takto sa dá charakterizovať rastlina. Veď aj on má svoje orgány, spojené do celého systému. Ak teda rastlinu nazvete organizmom, nie je na tom nič zlé.

Vegetatívna hybridizácia má množstvo výhod. Toto je:

• Pohodlie.
• Jednoduchosť.
• Efektívnosť.
• Praktickosť.

Vďaka týmto výhodám je tento typ kríženia u záhradkárov veľmi obľúbený. Existuje aj taká vec ako somatická hybridizácia. Vtedy sa nekrížia zárodočné bunky, ale somatické, alebo skôr ich protoplasty. Táto metóda kríženia sa vykonáva, keď nie je možné vytvoriť hybrid medzi niekoľkými rastlinami štandardnými sexuálnymi prostriedkami.

Hybridizácia v chémii

Teraz však trochu odbočíme od biológie a povieme si o inej vede. V chémii existuje pojem, ktorý sa nazýva „hybridizácia atómových orbitálov“. Toto je veľmi komplikovaný pojem, ale ak trochu rozumiete chémii, potom na tom nie je nič zložité. Najprv musíte vysvetliť, čo je orbitál.

Toto je druh dráhy, po ktorej sa elektrón pohybuje. Toto nás učili v škole. A ak sa stane, že sa tieto orbitály rôznych typov zmiešajú, získa sa hybrid. Existujú tri druhy javov nazývaných "orbitálna hybridizácia". Ide o tieto odrody:

• sp hybridizácia - jeden s a druhý p orbitál;
• hybridizácia sp 2 - jeden s a dva p orbitály;
• hybridizácia sp 3 - jeden s a tri p orbitály sú spojené.

Táto téma je dosť náročná na štúdium a treba ju považovať za neoddeliteľnú od zvyšku teórie. Navyše, koncept hybridizácie orbitálov sa týka skôr konca tejto témy, nie jej začiatku. Koniec koncov, musíte si naštudovať samotný koncept orbitálov, čo sú zač atď.

zistenia

Takže sme prišli na význam pojmu „hybridizácia“. To sa ukazuje ako dosť zaujímavé. Pre mnohých to bolo zistenie, že tento pojem má aj chémia. Ale ak to takíto ľudia nevedeli, čo by sa mohli naučiť? A tak je tu vývoj. Je dôležité neprestať trénovať erudíciu, pretože to vás určite charakterizuje na dobrej strane.