Klíčový rozdíl mezi sp sp2 a sp3 je ten, že hybridní orbitaly sp mají 50% orbitální charakteristiky a hybridní orbitaly sp2 mají 33% orbitální charakteristiky, zatímco hybridní orbitaly sp3 mají 25% orbitální charakteristiky.
Pojmy sp, sp2 a sp3 označují různé hybridizace orbitalů, které vedou k vytvoření hybridních orbitalů. Orbitaly jsou hypotetické oblasti kolem jádra atomu, které obsahují elektrony tohoto atomu. Tyto orbitaly mohou podstoupit hybridizaci za účelem vytvoření nových hybridních orbitalů, které mohou tvořit kovalentní chemické vazby. Existuje několik forem hybridizací podle atomových orbitalů, které se účastní hybridizačního procesu. Sp, sp2 a sp3 jsou některé běžné hybridizace, které zahrnují s a p orbitaly atomu.
Co je sp?
Sp hybridizace je nejjednodušší forma hybridizace, při které se orbital s překrývá s orbitalem p a vytvoří dva nové orbitaly sp. Elektronový obal obsahuje tři orbitaly p. Při této hybridizaci se jeden z těchto tří orbitalů p mísí s orbitalem s stejného atomu. Proto v těchto atomech zůstávají dva nehybridizované p orbitaly.
Obrázek 01: Prostorové uspořádání sp Hybridních orbitalů
Poměr smíchání dvou atomových orbitalů je 1:1 (s:p). Nový hybridní orbital má tedy 50 % orbitálních charakteristik s a 50 % orbitálních charakteristik p. Toto smíchání atomových orbitalů s a p tvoří dva nové hybridní orbitaly. Tyto dva orbitaly se uspořádají v lineárním prostorovém uspořádání; směrování každého atomového orbitálu do opačných směrů. Toto uspořádání vede k nejmenšímu napětí mezi dvěma orbitaly. Úhel vazby tedy bude 180◦.
Co je sp2?
Sp2 hybridizace je forma orbitální hybridizace, ve které se jeden orbital překrývá se dvěma p orbitaly a tvoří tři nové hybridní orbitaly. Protože v atomu jsou tři atomové orbitaly p, tato hybridizace zanechává jeden nehybridizovaný p orbital. Na rozdíl od hybridizace sp je u této formy hybridizace s charakteristika každého hybridního orbitalu sp2 přítomna z 33 %, zatímco charakteristika p orbitalu je 66 %.
Obrázek 02: Prostorové uspořádání sp2 orbitalů
Toto jsou však pouze přibližné hodnoty, protože poměr mezi třemi atomovými orbitaly zahrnutými v této hybridizaci je s:p=1:2.
Potom se charakteristika s rovná 100/3=33,33 %
A charakteristika p se rovná (100/3) x 2=66,66 %
Tyto tři nové hybridní orbitaly mají trigonální rovinné prostorové uspořádání, aby se minimalizovalo napětí mezi orbitaly. Také vazebný úhel mezi těmito orbitaly je 120◦.
Co je sp3?
Sp3 hybridizace je forma orbitální hybridizace, ve které se jeden orbital překrývá se třemi p orbitaly. Proto neexistují žádné nehybridizované orbitaly p, protože všechny orbitaly p se účastní procesu hybridizace.
Obrázek 03: Prostorové uspořádání hybridních orbitalů sp3
Výsledkem jsou tedy 4 nové hybridní orbitaly. Protože poměr mezi orbitaly s a p je 1:3, charakteristika s každého hybridního orbitalu je 25 %, zatímco charakteristika orbitalu p je 75 %. Tyto nové hybridní orbitaly jsou uspořádány do čtyřstěnu s úhlem vazby 109,5◦.
Jaký je rozdíl mezi sp sp2 a sp3?
Sp hybridizace je nejjednodušší forma hybridizace, ve které se orbital s překrývá s orbitalem p za vzniku dvou nových orbitalů sp, a hybridizace Sp2 je forma orbitální hybridizace, ve které se jeden orbital s překrývá se dvěma orbitaly p tvoří tři nové hybridní orbitaly, zatímco Sp3 hybridizace je forma orbitální hybridizace, ve které se jeden orbital překrývá se třemi p orbitaly. To je základní rozdíl mezi hybridními orbitaly sp sp2 a sp3. Navíc každý z nových hybridních orbitalů, které se tvoří v těchto třech formách hybridizace, má různé orbitální charakteristiky, protože orbitaly s se mísí s různým počtem orbitalů p. Proto mají také různé orbitální charakteristiky.
Můžeme však zdůraznit hlavní rozdíl mezi hybridizací sp sp2 a sp3 podle charakteristiky těchto hybridních orbitalů; Hybridní orbitaly sp mají 50 % orbitálních charakteristik a hybridní orbitaly sp2 mají 33 % orbitální charakteristiky, zatímco hybridní orbitaly sp3 mají 25 % orbitální charakteristiky. Navíc každá hybridizace zanechává různé počty nehybridizovaných orbitalů. Například hybridizace sp zahrnuje pouze 1p atomové orbitaly. Zanechává tedy dva nehybridizované atomové orbitaly p.
Níže uvedená infografika ukazuje vedle sebe podrobné srovnání rozdílu mezi hybridizací sp sp2 a sp3.
Shrnutí – sp sp2 vs sp3
Hybridizace je proces, při kterém se atomové orbitaly vzájemně mísí a vytvářejí nové hybridní orbitaly, které mohou podléhat kovalentní chemické vazbě. Nejjednodušší formy atomových orbitálních hybridizací jsou hybridizace sp, sp2 a sp3. Klíčový rozdíl mezi sp sp2 a sp3 je v tom, že hybridní orbitaly sp mají 50 % orbitálních charakteristik a hybridní orbitaly sp2 mají 33 % orbitální charakteristiky, zatímco hybridní orbitaly sp3 mají 25 % orbitální charakteristiky.
