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Jetzt kostenlos anmeldenBei der Hybridisierung handelt es sich um das Mischen von Atomorbitalen. Der Hintergrund dafür ist, dass in der Realität Bindungen zwischen Atomen oftmals anders vorkommen, als man theoretisch erwarten würde.
Ein einfaches Beispiel hierfür ist Kohlenstoff. Ein Kohlenstoffatom hat zwei freie Elektronen in seiner äußersten Schale, kann jedoch vier kovalente Bindungen zu Wasserstoffatomen ausbilden. So wird Methan gebildet.
Dieser Sachverhalt wird durch die Hybridisierung ermöglicht.
Bei der Hybridisierung handelt es sich um das Verschmelzen von verschiedenen Orbitalen in einem Atom. Orbitale sind die Aufenthaltsorte der Elektronen, die am wahrscheinlichsten zutreffen. Dadurch ermöglichen die Hybridorbitale einem Molekül, einen energetisch günstigeren Zustand anzunehmen.
Linus Pauling entwickelte die Theorie der Hybridisierung. Er erklärte anhand der Hybridisierung, warum ein Kohlenstoffatom vier kovalente Bindungen zu Wasserstoffatomen ausbilden kann. Demnach bilden sich vier gleichartige -Hybridorbitale aus.
Die vier Bindungen des Kohlenstoffs sind gleichartig und nach den vier Ecken eines regulären Tetraeders gerichtet.
Die vier gleichwertigen C-H-Bindungen bezeichnet Pauling als - Bindungen (sigma-Bindungen).
Da die Elektronen von Molekülen nicht an bestimmten Stellen um den Atomkern kreisen, gibt es das Orbitalmodell. Dieses gibt den Bereich an, in dem sich die Elektronen am wahrscheinlichsten befinden.
Ein Orbital beschreibt einen bestimmten Bereich (bzw. Raum) um einen oder um mehrere Atomkerne, in dem sich ein Elektron mit einer ungefähren Wahrscheinlichkeit von 90 % aufhält. Den genauen Aufenthaltsort des Elektrons kann man nicht bestimmen.
In einem Orbital halten sich immer zwei Elektronen auf. Jedes Elektron besitzt einen bestimmten Energiegehalt. Aus diesem ergibt sich die unterschiedliche räumliche Form des Orbitals. Die räumliche Form ist dabei immer symmetrisch.
Es gibt verschiedene Orbitale, die nach ihrem Energieniveau unterschieden werden:
Wenn sich die verschiedenen Orbitale überlappen, entstehen Bindungen zwischen Molekülen. Je nachdem, wie die Elektronen dabei verteilt werden, spricht man von einer sigma- oder pi-Bindung.
Bei einer sigma-Bindung ist die Ladungsverteilung der Elektronen in der Verbindung rotationssymmetrisch zur Bindungsachse. Dreidimensionale Objekte sind rotationssymmetrisch. Das bedeutet, dass eine Drehung um jeden beliebigen Winkel das gleiche Objekt abbildet.
Damit diese Art von Bindung entsteht, müssen die Elektronenwolken der Bindungspartner stark überlappen. Das führt dazu, dass sigma-Bindungen energetisch stabil sind. Eine sigma-Bindung bildet sich, wenn sich zwei s-, zwei p- oder ein s- und ein p-Orbital miteinander verbinden. Die verschiedenen Arten der Überlappung sind in Abbildung 1 bis 3 visuell dargestellt.
Die pi-Bindung entsteht durch eine Überlappung von d- und p-Orbitalen. Sie ist nicht rotationssymmetrisch. Die Ladung verteilt sich unter- und oberhalb der sigma-Bindung. Bei der pi-Bindung überlappen sich zwei p-Orbitale senkrecht.
Eine Bindung wird als delokalisiert bezeichnet, wenn man nicht genau weiß, wo sich das bindende Elektronenpaar befindet.
Wie der Name bereits sagt, verschmelzen hier ein s- und ein p-Orbital miteinander. Es entsteht ein lineares, keulenförmiges Hybridorbital mit einem Winkel von 180°.
Quecksilber(II)-chlorid () ist ein Beispiel für ein Molekül, welches sp-hybridisiert ist.
Bei dem Alken Propen (C3H6) liegt eine - Hybridisierung vor. Das heißt, es kommt zu einer Hybridisierung eines s-Orbitals und zwei p-Orbitalen. Es kommt dadurch zu drei energetisch gleichwertigen - Hybridorbitalen. Ein p-Orbital bleibt im Grundzustand übrig. Dadurch bildet sich eine Doppelbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen und Einfachbindungen mit den Wasserstoffatomen.
Hier beträgt der Winkel zwischen den Orbitalen 120° – dieser Winkel gibt die energetisch günstigste räumliche Anordnung der Elektronen wieder.
Die -Hybridisierung kann gut am Alkan Methan (CH4) dargestellt werden. Das Element Kohlenstoff (C) hat zwei Außenelektronen. Normalerweise dürfte dieses Element sich nur mit 2 H-Atomen binden. Bei Methan liegen jedoch vier gleichwertige Bindungen vor. Sie sind nicht voneinander unterscheidbar.
Der Grund dafür ist die -Hybridisierung: ein kugelförmiges s- und drei hantelförmige p-Orbitale des Kohlenstoffs verbinden sich – sie bilden 4 keulenförmige -Hybridorbitale.
Diese Orbitale liegen energetisch ein wenig niedriger als das p- , jedoch ein wenig höher als das ursprüngliche s-Orbital. Aus diesem Grund hat jedes Hybridorbital ein Elektron und kann sich mit jeweils einem Wasserstoffatom binden.
Dadurch sinkt die Gesamtenergie des kompletten Moleküls. Dementsprechend nimmt Methan die äußere Form eines Tetraeders an. Dabei ergibt sich ein Winkel von 109,5° zwischen den Orbitalen.
In der Biochemie versteht man unter der Hybridisierung das Bilden von komplementären DNA-Einzelsträngen zu bereits vorhandenen. Aus zwei Einzelsträngen der DNA wird dabei ein Doppelstrang. Diese Hybridisierung kann nur stattfinden, wenn beide Einzelstränge komplementäre Basen besitzen. Der entscheidende Mechanismus ist hierbei die Wasserstoffbrückenbindung.
Bei der Hybridisierung handelt es sich um das Verschmelzen von verschiedenen Orbitalen in einem Atom. Dadurch kann das Atom sich besser an ein anderes Atom binden.
Bei der Hybridisierung handelt es sich um das Verschmelzen von verschiedenen Orbitalen in einem Atom. Dadurch kann das Atom sich besser an ein anderes Atom binden. Die Hybridorbitale ermöglichen dem Molekül dadurch, einen energetisch günstigeren Zustand anzunehmen.
Es kommt zur Hybridisierung, wenn kovalente Bindungen zwischen Elementen entstehen. Die kovalente Bindung kann nach ihrer Symmetrie weiter in sigma- und pi-Bindungen unterteilt werden.
Es kommt zur Hybridisierung, wenn kovalente Bindungen zwischen Elementen des Periodensystems entstehen.
Was ist die Hybridisierung?
Bei der Hybridisierung handelt es sich um das Verschmelzen von verschiedenen Orbitalen in einem Atom.
Was wird einem Atom durch die Hybridisierung ermöglicht?
Durch die Hybridisierung kann das Atom sich besser an ein anderes Atom binden. Die Hybridorbitale ermöglichen dem Molekül dadurch, einen energetisch günstigeren Zustand anzunehmen.
Wer entwickelte die Theorie der Hybridisierung?
Linus Pauling entwickelte die Theorie der Hybridisierung.
Was beschreibt ein Orbital?
Ein Orbital beschreibt einen bestimmten Bereich (bzw. Raum) um einen oder um mehrere Atomkerne, in dem sich ein Elektron mit einer ungefähren Wahrscheinlichkeit von 90% aufhält. Den genauen Aufenthaltsort des Elektrons kann man nicht bestimmen.
Welche Form hat das s-Orbital?
Es ist kugelförmig.
Wie viele p-Orbitale gibt es und wie werden sie bezeichnet?
Es gibt drei p-Orbitale und man bezeichnet sie auch als px- , py- und pz-Orbitale.
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