Kľúčový rozdiel medzi sp sp2 a sp3 je v tom, že hybridné orbitály sp majú 50 % orbitálnych charakteristík a hybridné orbitály sp2 majú 33 % orbitálne charakteristiky, zatiaľ čo hybridné orbitály sp3 majú 25 % orbitálne charakteristiky.
Pojmy sp, sp2 a sp3 označujú rôzne hybridizácie orbitálov, ktoré vedú k vytvoreniu hybridných orbitálov. Orbitály sú hypotetické oblasti okolo jadra atómu, ktoré obsahujú elektróny tohto atómu. Tieto orbitály môžu prejsť hybridizáciou, aby sa vytvorili nové hybridné orbitály, ktoré môžu vytvárať kovalentné chemické väzby. Existuje niekoľko foriem hybridizácie podľa atómových orbitálov, ktoré sa zúčastňujú hybridizačného procesu. Sp, sp2 a sp3 sú niektoré bežné hybridizácie, ktoré zahŕňajú s a p orbitály atómu.
Čo je sp?
Sp hybridizácia je najjednoduchšia forma hybridizácie, pri ktorej sa orbitál s prekrýva s orbitálom p, aby sa vytvorili dva nové orbitály sp. Elektrónový obal obsahuje tri p orbitály. Pri tejto hybridizácii sa jeden z týchto troch orbitálov p mieša s orbitálom s toho istého atómu. Preto v týchto atómoch zostávajú dva nehybridizované p orbitály.
Obrázok 01: Priestorové usporiadanie sp Hybridných orbitálov
Pomer miešania dvoch atómových orbitálov je 1:1 (s:p). Nový hybridný orbitál má teda 50 % orbitálnych charakteristík s a 50 % orbitálnych charakteristík p. Toto zmiešanie atómových orbitálov s a p tvoria dva nové hybridné orbitály. Tieto dva orbitály sú usporiadané v lineárnom priestorovom usporiadaní; nasmerovanie každého atómového orbitálu do opačných smerov. Toto usporiadanie má za následok najmenšie napätie medzi dvoma orbitálmi. Uhol väzby bude teda 180◦.
Čo je sp2?
Hybridizácia Sp2 je forma orbitálnej hybridizácie, pri ktorej sa jeden orbitál prekrýva s dvoma orbitálmi p, aby vytvorili tri nové hybridné orbitály. Pretože v atóme sú tri atómové orbitály p, táto hybridizácia zanecháva jeden nehybridizovaný orbitál p. Na rozdiel od hybridizácie sp je pri tejto forme hybridizácie charakteristika každého hybridného orbitálu sp2 prítomná na 33 %, zatiaľ čo charakteristika p orbitálu je 66 %.
Obrázok 02: Priestorové usporiadanie sp2 orbitálov
Toto sú však len približné hodnoty, pretože pomer medzi tromi atómovými orbitálmi zahrnutými v tejto hybridizácii je s:p=1:2.
Potom sa charakteristika s rovná 100/3=33,33 %
A charakteristika p sa rovná (100/3) x 2=66,66 %
Tieto tri nové hybridné orbitály majú trigonálne planárne priestorové usporiadanie, aby sa minimalizovalo napätie medzi orbitálmi. Tiež väzbový uhol medzi týmito orbitálmi je 120◦.
Čo je sp3?
Sp3 hybridizácia je forma orbitálnej hybridizácie, pri ktorej sa jeden orbitál prekrýva s tromi p orbitálmi. Preto neexistujú žiadne nehybridizované p orbitály, pretože všetky p orbitály sa podieľajú na hybridizačnom procese.
Obrázok 03: Priestorové usporiadanie hybridných orbitálov sp3
Výsledkom sú teda 4 nové hybridné orbitály. Pretože pomer medzi orbitálmi s a p je 1:3, charakteristika s každého hybridného orbitálu je 25 %, zatiaľ čo charakteristika orbitálu p je 75 %. Tieto nové hybridné orbitaly sú usporiadané do štvorstenu s väzbovým uhlom 109,5°.
Aký je rozdiel medzi sp sp2 a sp3?
Sp hybridizácia je najjednoduchšia forma hybridizácie, pri ktorej sa orbitál s prekrýva s orbitálom p, aby vytvoril dva nové orbitály sp, a hybridizácia Sp2 je forma orbitálnej hybridizácie, v ktorej sa jeden orbitál s prekrýva s dvoma orbitálmi p tvoria tri nové hybridné orbitály, zatiaľ čo hybridizácia Sp3 je formou orbitálnej hybridizácie, v ktorej sa jeden orbitál prekrýva s tromi orbitálmi p. Toto je základný rozdiel medzi hybridnými orbitálmi sp sp2 a sp3. Navyše každý z nových hybridných orbitálov, ktoré sa tvoria v týchto troch formách hybridizácie, má odlišné orbitálne charakteristiky, pretože orbitály s sa miešajú s rôznym počtom orbitálov p. Preto majú tiež rôzne orbitálne charakteristiky.
Môžeme však zdôrazniť hlavný rozdiel medzi hybridizáciou sp sp2 a sp3 podľa charakteristiky týchto hybridných orbitálov; Hybridné orbitaly sp majú 50 % orbitálnych charakteristík a hybridné orbitaly sp2 majú 33 % orbitálne charakteristiky, zatiaľ čo hybridné orbitaly sp3 majú 25 % orbitálne charakteristiky. Navyše každá hybridizácia zanecháva rôzne počty nehybridizovaných orbitálov. Napríklad sp hybridizácia zahŕňa iba 1 p atómové orbitály. Zanecháva teda dva nehybridizované p atómové orbitály.
Nasledujúca infografika zobrazuje podrobné porovnanie rozdielov medzi hybridizáciou sp sp2 a sp3 vedľa seba.
Zhrnutie – sp sp2 vs sp3
Hybridizácia je proces, pri ktorom sa atómové orbitály navzájom miešajú a vytvárajú nové hybridné orbitály, ktoré môžu podliehať kovalentnej chemickej väzbe. Najjednoduchšie formy atómovej orbitálnej hybridizácie sú hybridizácie sp, sp2 a sp3. Kľúčový rozdiel medzi sp sp2 a sp3 je v tom, že hybridné orbitaly sp majú 50 % orbitálnych charakteristík a hybridné orbitaly sp2 majú 33 % orbitálne charakteristiky, zatiaľ čo hybridné orbitaly sp3 majú 25 % orbitálne charakteristiky.
