Wie kann man feststellen, ob ein zentrales Element in einem Molekül hybridisierte Orbitale bilden muss?

Einfach ausgedrückt, wenn ein zentrales Atom an mehr als ein äußeres Atom binden muss, insbesondere wenn mehr als ein äußeres Atom unterschiedlich ist, muss es hybridisieren.

Zweiatomige Moleküle wird immer punktkompatibel sein $sigma$ Kleben Orbitallappen entlang der Kernachse, und in der Lage sein, kompatible Orbitale zu paaren, so gibt es keine Hybridisierung in Molekülen wie $"HCl"$ , $"NO"^(+)$ , $"Cl"_2$ , usw.

Eine einfache Methode, um festzustellen, wann ein Atom hybridisieren muss, besteht darin, die Anzahl der umgebenden Atome zu zählen. Ich habe unten Beispiele aufgeführt. Im Wesentlichen:

Oktaedrische Elektronengeometrie? $sp^3d^2$
Trigonale bipyramidale Elektronengeometrie? $sp^3d$
Tetraedrische Elektronengeometrie? $sp^3$
Trigonale planare Elektronengeometrie? $sp^2$
Lineare mehratomige Elektronengeometrie? $sp$

HYBRIDISIERUNG IM WASSER

Sauerstoff in $"H"_2"O"$ muss dazu beitragen vier $sp^3$ -hybridisierte Atomorbitale zur Bindung, weil:

Es verbindet sich mit mehr als eine Wasserstoff. Das sagt Ihnen, dass Hybridisierung auftreten kann.
Es verbindet sich in a nicht horizontale Richtung zu mindestens einem Wasserstoff. Dies sagt Ihnen, dass eine Hybridisierung stattfinden sollte, um alle Orbitale korrekt auszurichten.
Es verbindet identisch zu jedem Wasserstoff. Das sagt Ihnen, dass eine Hybridisierung stattgefunden hat, um die Orbitale kompatibel zu machen.

Es ist $sp^3$ weil vier Elektronengruppen umgeben Sauerstoff: zwei Bindung an jeweils einen Wasserstoff und zwei Alleinerziehende Paare, die sich überhaupt nicht verbinden.

Sauerstoff musste einen hybridisieren $2s$ und drei $2p$ Orbitale zusammen erzeugen vier diagonal orientierte Orbitale in drei Dimensionen ( $x,y,z$ ). Zwei davon könnten verwendet werden, werden aber nicht verwendet.

HYBRIDISIERUNG IN BH3

Bor in $"BH"_3$ muss dazu beitragen drei $sp^2$ -hybridisierte Atomorbitale zur Bindung, weil:

Es verbindet sich mit mehr als eine Wasserstoff. Das sagt Ihnen, dass Hybridisierung auftreten kann.
Es verbindet sich in a nicht horizontale Richtung zu mindestens einem Wasserstoff. Dies sagt Ihnen, dass eine Hybridisierung stattfinden sollte, um alle Orbitale korrekt auszurichten.
Es verbindet identisch zu jedem Wasserstoff. Das sagt Ihnen, dass eine Hybridisierung stattgefunden hat, um die Orbitale kompatibel zu machen.

Es ist $sp^2$ weil drei Elektronengruppen umgeben Bor: drei Bindung an jeweils einen Wasserstoff und einem leer $p_z$ Orbital aus Bor, das nicht mit Wasserstoff kompatibel ist $1s$ Atomorbital. Momentan nutzt es das nicht, um sich zu binden.

Boron musste einen hybridisieren $2s$ und zwei $2p$ Orbitale zusammen erzeugen drei diagonal orientierte Orbitale in zwei Dimensionen ( $x,y$ ).

HYBRIDISIERUNG IN ACETYLEN

Ein gewählter Kohlenstoff in $"H"-"C"-="C"-"H"$ muss dazu beitragen zwei $sp$ -hybridisierte Atomorbitale zur Bindung, weil:

Es verbindet sich mit mehr als eine Atom. Das sagt Ihnen, dass Hybridisierung auftreten könnte.
Es verbindet sich NICHT in a nicht horizontale Richtung mit irgendwelchen Atomen. Dies sagt nichts über die Hybridisierung aus.
Es verbindet sich NICHT identisch zu jedem umgebenden Atom (das andere $"C"$ und eine $"H"$ ). Das sagt Ihnen, dass eine Hybridisierung stattfinden musste, um die Orbitale zu erzeugen $"C"$ und $"H"$ kompatibel. Natürlich, $"C"$ ist mit sich selbst kompatibel, daher ist eine Hybridisierung erforderlich, um sich mit BEIDEM zu verbinden $"C"$ und $"H"$ .

Es ist $sp$ weil zwei Elektronengruppen umgeben einen ausgewählten Kohlenstoff: einem Bindung an einen Wasserstoff und einem Bindung an den anderen Kohlenstoff.

Carbon musste einen hybridisieren $2s$ und ein $2p$ umlaufbahn zusammen zu erzeugen zwei horizontal ausgerichtet $sp$ hybridisierte Orbitale in einer Dimension zu $sigma$ Bindung an zwei verschiedene Atome.

Separat die verbleibenden zwei Anleihen an den anderen Kohlenstoff gebunden sein (eine Dreifachbindung hat eine $sigma$ und zwei $pi$ Anleihen) erfolgen unter Verwendung der $p_x$ und $p_y$ Atomorbitale von Kohlenstoff.

Bei Acetylen wird also Kohlenstoff verwendet zwei $sp$ hybridisierte Atomorbitale und einem $2p_x$ und einem $2p_y$ Atomorbital zu binden.