hybridisierung , orbitalmodell

Aus meiner Sicht ist Chemgapedia die best-erklärendste Online-Quelle:


http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/4/cm/atombau.vlu/Page/vsc/de/ch/4/cm/atombau/orbitale.vscml.html

Vielleicht noch einmal in einfachen Worten ein Satz von mir: Orbitale sind nur eine modellhafte Vorstellung, die viele experimentelle Befunde erklären kann und daher für gültig gehalten wird. Die Formen der Kugeln oder Hanteln stellen dabei einen Bereich dar, in dem sich 1-2 Elektronen mit recht hoher Wahrscheinlichkeit aufhalten.


Falls du konkrete Fragen hast, kannst du dich gerne noch einmal melden.
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 e-Hausaufgaben.de - Team

Du hast sicher zunächst einmal das Atommodell von Bohr kennengelernt, bei dem die Elektronen nach seinen Vorstellungen auf Bahnen(Schalen) den Atomkern umkreisen. Man hat aber im 20. Jahrh. beweisen können, dass sich die Elektronen in "Elektronenaufenthaltswahrscheinlichkeitsräumen“, den sogenannten Orbitalen befinden. Hier kennt man s-, p-, d- und f-Orbitale.
Nun zu Deinen Fragen:

Zu 1
Schaue Dir auf dem Link, der von LsD genannt wurde, nur die s- und p-Orbitale an, denn nur diese brauchst Du zur Erklärung der Hybridisierung beim C-Atom.

Zu 2 Die Regel von Hund besagt, dass sich in einem Orbitalmaximal 2 Elektronen aufhalten können.

Zu 3 Die Hybridisierung des C-atoms:
Man konnte experimentell zeigen, dass alle C-H-Bindungen im Methanmolekül untereinander gleich sind. An den Bindungen können also nicht die verschiedenen 2s- und 2p-Orbitale des C-Atoms beteiligt sein, sondern es müssen vier gleichartige Orbitale sein. Durch Berechnungen konnte man die verschiedenen Orbitale „mischen“ und erhielt vier gleichartige Hybridorbitale. Man sprichtvon einer sp3 Hybridisierung.

Merke:
1. Alle C-Atome in den Alkanen (Methan, Ethan, Propan usw.) liegen im sp3 hybridisierten Zustand vor.

2. Dieses ganze Kapitel, das hier angesprochen wird, kann von der Schulchemie nur im Ergebnis dargelegt werden (man könnte sagen: „das ist halt so“). Zu diesen Ergebnissen kam man einerseits durch mathematische Modelle, aber auch durch entsprechende Experimente.

Versuche nun selbst die sp2- und die sp-Hybridisierung (bei den C-Atomen im Ethen bzw. im Ethin) Dir klar zu machen, sonst stelle dazu gezielte Fragen.

Nach dem Atommodell von Bohr hat das C-Atom auf der äußersten Schale 4 Elektronen.
Nach dem Orbitalmodell sind diese Elektronen wie folgt verteilt: 2 sind in einem s-Orbital (man schreibt: 2s2) und die beiden anderen in je einem p-Orbital (genauer: eines in einem 2px- und eines in einem 2py-Orbital). Es gibt noch ein drittes p-Orbital, das pz-Orbital, das unbesetzt ist.
Diese vier Orbitale, das 2s und die drei 2p-Orbitale werden nun zu vier energiegleichen Orbitalen "vermischt" (= "hybridisiert").
Das darf man nur deshalb machen, da die theoretische Chemie das dazu benötigte Hintergrundwissen geliefert hat.

Liebe Sanane11, das mir verschlosene "Hintergrundwissen" hat mich damals als Schüler sehr bedrückt. Das war einer der Gründe, warum ich Chemie studierte und erst da klarer sah.

Die Hybridisierung der C-Atome im Ethenmolekül:
Die beiden C-H-Bindungen und eine C-C-Bindung pro Kohlenstoffatom kommen dadurch zustande, dass ein 2s- und zwei 2p-Orbitale des C-Atoms hybridisiert werden. Man spricht jetzt von einer sp2-Hybridisierung (Du weißt ja schon, die mathematisch orientierte theoretische Chemie kann das beweisen. Die Schulchemie benützt nur deren Ergebnisse).
Das vierte Orbital, ein p-Orbital, ergibt mit dem entsprechenden p-Orbital des anderen C-Atoms die Doppelbindung. Diese ist energiereich und lässt sich aufspalten, z.B. durch eine Addtionditionsreaktion mit Brom (vielleicht wird euch dieser Versuch im Chemieunterricht gezeigt). Beide C-Atome sind dabei in den sp3-Hybridzustand übergegangen.

Wie sieht es jetzt beim Ethin aus?

Aus Zeitgründen kann ich erst morgen auf Deine Frage antworten.

Vielen Dank , habe es endlich verstanden :)