הכלאת אורביטלים אטומיים – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אסיאתי (שיחה | תרומות)
Matanyabot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: ,, {{ס:\1|
שורה 29:
דוגמה טובה לכך היא מולקולת ה[[אתן|אֶתֶן]], במולקולה זו כל אטום [[פחמן]] נקשר לשלשה אטומים אחרים משלושה כיוונים שונים, לכן כיווניותו שלוש, כלומר עליו להיעזר בשלושה אורביטלים ובארבעה אלקטרונים. עבור כל אטום פחמן ישנם שני קשרים יחידים וקשר כפול אחד. הקשר הכפול חייב להיווצר מהקבלה של אורביטלי פאי, ושני הקשרים היחידים נוצרים מחפיפה בין אורביטלי סיגמא.
 
מבט ב{{ה[[הטבלה המחזורית|טבלה המחזורית}}]] מגלה את ההערכות האלקטרונית של אטום פחמן במצב היסוד (לארבעת האלקטרונים העליונים)-
:2s<sup>2</sup>2p<sub>x</sub><sup>1</sup>2p<sub>y</sub><sup>1</sup>2p<sub>z</sub><sup>0</sup>
 
הכיווניות 3 לכן עלינו לערבב שלשה אורביטלים , כאשר לפחות אחד מהם חייב להיות s, ועל פי הנוסחה: (הכיווניות פחות אחת)×(אורביטלי P) + (אורביטליS)
המדובר הוא בהכלאה בין שני אורביטלי p ואורביטל s אחד, נהוג לסמנה כ sp<sup>2</sup>.
נוצרו שלושה אורביטלים חדשים, כל אחד מהם sp<sup>2</sup>. לידיעת אכלוס האלקטרונים בהם יש לדעת את גובה האנרגיה שלהם, שאותה ניתן לאמוד בעזרת חישובי [[תוחלת]] -
שורה 50:
* '''חוק שימור האורביטלים''' - מספר האורביטלים המעורבבים הוא מספר האורביטלים שנוצרו. בדוגמת האתן, עלינו ליצור שלושה אורביטלים, לכן נערבב שלושה אורביטלים. חוק זה נכון מסיבות חישוביות: כל אורביטל הוא בעצם [[וקטור עצמי]] של ה[[המילטוניאן]] של המולקולה, המילטוניאן זה נפרש על [[בסיס (אלגברה)|בסיס]] שעוצמתו כעוצמת האורביטלים המעורבבים, וכיוון של[[מטריצה]] [[אופרטור הרמיטי|הרמיטית]] nXn יש n וקטורים עצמיים, מספר הווקטורים העצמיים שווה למספר וקטורי הבסיס.
 
* '''הכיווניות היא סכום המעריכים''' - מכיוון שנהוג לכתוב את מספר האורביטלים המעורבבים בכתב עילי (למשל בדוגמה של אתן שני אורביטלי p ואורביטל s נכתבים כ: sp<sup>2</sup>) קל לסכום את המספרים בכתב העילי, וסכום זה צריך להיות שווה לכיווניות. לדוגמה במקרה של אתן, sp<sup>2</sup>, ה"מעריך" של s הוא 1 , ה"מעריך" של p הוא 2 לכן 2+1=3 , היברידיזציה זו טובה לכל אטום בעל כיווניות 3.
 
* '''האנרגיה מצייתת ל[[חוק המנוף]]''' - האורביטלים החדשים נמצאים בתווך בין האורביטלים הישנים, וקרוב יותר לאורביטל ממנו עירבבנו יותר, ביחס ישר. למשל, בדוגמה של אתן עירבבנו שלשה אורבטלים לכן עלינו לחלק את הפער לשלש יחידות. היחס בין האורבטלים הישנים היה 1:2 אורביטלי s:p , לכן גם האנרגיה נמצאת בשני שלישים הפער בין s לp. חוק המנוף משמש במקרה זה משום שהוא הצגה אחרת של חישוב [[תוחלת]].
 
==קישורים חיצוניים==