Frage von Yalana, 33

was heißt 2sp^2?

moin nochmal

was heißt 2sp^2? ich weiß die erste zwei ist die "schale" das sp das hybridorbital. ich dachte die hochzahl wäre die anzahl der elektronen, die sich im orbital befinden, aber jetzt sehe ich beim beispiel kohlenstoff, das 2sp^2 drei elektronen hat

wofür steht die hochzahl? oder ist die schreibweise 2sp^2 standardisiert für diese speziefische hybridbindung?

lg

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 18

Ein diesem Fall heißt der Zweier, daß Du ein s-Orbital mit zwei p-Orbitalen mischt, um „Hybrid­orbitale“ zu bekommen, die in die Eck­punkte eines gleich­seitigen Dreiecks zeigen. Das sind insgesamt drei Orbitale (s+p+p), also passen maximal sechs Elektronen rein.

Insgesamt ist das einfach ein mathematischer Trick, wie man Orbitale bekommt, die in die richtige Richtung deuten, daß man z.B. ein dreibindiges C-Atom in Ethen beschreiben kann: Zwei Hybrid­orbitale werden für je eine C–H-Bindunge gebraucht, ein drittes für die C–C-σ-Bindung. Da ein C-Atom aber drei p-Orbitale hat und wir nur zwei für die Hybrid­orbitale genutzt haben, bleibt ein p übrig, das nehmen wir für die C–C-π-Bindung.

Man schreibt gewöhnlich sp² für solche Hybridorbitale, aber man kann auch 2sp² sagen, wobei der vordere Zweier nochmals wieder­holt, daß die Valenz­elektronen beim C aus der zweiten Schale sind (2s, 2p). Läßt mana ber meistens weg, weil das eh klar ist und außer­dem in der dritten Schale (etwa bei Si) das mit den Hybrid­orbitalen nicht mehr so gut funktioniert.

Kommentar von Yalana ,

ich habe alles verstanden, was du mir da aufgeschrieben hast, nur leider nicht, was genau das ^2 beschreibt. 

heißt das einfach nur, das zwei p orbitale beteiligt sind? in dem fall habe ich es doch verstanden und war nur verwirrt.

Kommentar von indiachinacook ,

heißt das einfach nur, das zwei p orbitale beteiligt sind?

Genau. Der Exponent gibt an, daß zwei p-Orbitale „hineingemischt“ werden; es gibt ja auch sp³, und das heißt einfach s+p+p+p.

Ich sollte vielleicht noch hinzufügen: Das ist ein mathematischer Trick, den man bei Molekülen anwenden darf, um die Bindungs­situation zu beschreiben.

Auch wenn es schwer zu gauben ist: Das ist nur sowas wie ein Wechsel des Koordinaten­system (strike mathe­matische Iso­morphie, nicht nur irgend­eine daher­gelaberte Ana­logie): wenn Du irgendeine Aufgabe in kartesi­schen Koordi­naten x und y lösen sollst, dann kannst Du das ja immer auf ein anderes Koordinaten­system umrechnen, z.B. (x+y)/√2 und (x−y)/√2. Das neue Koordinaten­system ist gegen­über dem alten ge­dreht, und wenn Du Glück hast, ist das Problem neuen Koordinaten­system einfacher zu lösen.

Die Hybridisierung funktioniert exakt gleich. Sie ist also nur ein Rechen­trick. Wer will, der kann Ethen auch mit sp³-Orbiatelen beschreiben, dann gibt es zwei gleichartige „Bananen­bindungen“. Das ist strikt das­selbe wie das Modell mit σ und π, nur ist es nicht so anschaulich, und macht z.B. Additions­reaktionen schwerer verständlich.

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