Hibridisasi atom orbital – ikatan σ
Dalam hibridisasi orbital atom , fitur orbital s , p , dan, jika tersedia, d dapat digabungkan untuk menghasilkan 2, 3, 4, 5, dan 6 orbital baru yang menampilkan fitur gabungan dari orbital asli. Cara penggabungan orbital atom ini mengarah ke berbagai geometri molekul seperti yang terlihat pada Gambar 1 (ingat bahwa jenis hibridisasi menentukan keseluruhan geometri molekul).
Gambar 1 – Jenis dan geometri molekul hibridisasi orbital atom |
Ketika orbital hibrid membentuk ikatan tunggal dengan atom lain, ini disebut ikatan sigma (atau σ) . Mari kita mulai membuat molekul asetilena (ethyne), C 2 H 2 . Asetilena adalah hibridisasi sp dengan orbital hibrid yang tumpang tindih sepanjang sumbu pusatnya dengan dua orbital 1 s hidrogen untuk membentuk tulang punggung ikatan σ molekul (lihat Gambar 2).
|
Gambar 2 – kerangka ikatan sigma dari molekul asetilena |
Tetapi asetilena juga memiliki ikatan rangkap, ikatan rangkap tiga dalam hal ini, seperti banyak molekul lain yang memiliki ikatan rangkap tiga dan rangkap tiga. Bagaimana ini terjadi ketika Anda memiliki hibridisasi orbital atom?
Hibridisasi atom orbital – ikatan π
Ikatan rangkap dan rangkap tiga yang ditemukan dalam molekul sebenarnya adalah kombinasi dari ikatan. Selalu ada ikatan σ sebagai bagian dari ikatan rangkap, yang dibentuk oleh orbital hibridisasi atom pusat. Ikatan tambahan dari ikatan rangkap terbuat dari orbital p yang tidak terhibridisasi. Tautan ini disebut tautan pi (atau π) . Jika ikatannya adalah ikatan rangkap, maka salah satu ikatan dibentuk oleh tumpang tindih orbital p dari setiap atom dalam ikatan. Kerapatan elektron dalam ikatan π berada di atas dan di bawah atau di depan dan di belakang sumbu pusat ikatan σ dalam ikatan rangkap.
Melihat situasi asetilena kita, asetilena memiliki ikatan rangkap tiga, jadi ada dua orbital p pada setiap atom karbon yang akan tumpang tindih secara lateral untuk membentuk ikatan tambahan antara karbon (lihat Gambar 3). Perhatikan bahwa ikatan orbital 2 p y terletak di depan dan di belakang sumbu pusat antara karbon dan ikatan orbital 2 p z terletak di atas dan di bawahnya.
Gambar 3 – Pembentukan ikatan Pi dari molekul asetilena yang terbuat dari orbital p yang tumpang tindih |
Gabungkan kedua jenis bonus
Ketika kerangka ikatan σ untuk molekul asetilena (Gambar 2) dan ikatan pi tambahan (Gambar 3) digabungkan, struktur dengan ikatan sigma individu antara karbon dan atom hidrogen diperoleh dengan menggunakan salah satu hibridisasi karbon sp orbital dan ikatan rangkap tiga yang dibentuk oleh orbital sp lainnya (ikatan σ tunggal) dan dua ikatan π yang tumpang tindih secara lateral dari orbital p (lihat Gambar 4).
Gambar 4 – Struktur tumpang tindih orbital gabungan untuk asetilena yang terbuat dari ikatan sigma dan ikatan pi |
Hal-hal tampaknya menjadi sedikit ramai di sekitar karbon, tetapi ikatan rangkap adalah ikatan yang lebih kuat daripada ikatan tunggal (dibutuhkan lebih banyak energi untuk memutuskan ikatan rangkap daripada ikatan tunggal), karena energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan C ≡C adalah 812 kJ/ mol dibandingkan dengan ikatan CC 347 kJ/mol.
Ringkasan Pelajaran
Hibridisasi orbital atom menciptakan orbital baru yang merupakan campuran dari orbital atom s , p , dan d dari mana mereka dibuat. Tapi orbital hibrid ini hanya membentuk ikatan tunggal, yang kita sebut ikatan σ . Untuk memiliki ikatan rangkap dan rangkap tiga, molekul menggunakan orbital p yang tidak terhibridisasi yang tumpang tindih secara lateral untuk membentuk ikatan tambahan dari ikatan rangkap. Kami menyebut tautan tambahan ini tautan π. Oleh karena itu, ikatan rangkap terbentuk dari satu ikatan orbital σ hibridisasi dan satu atau dua ikatan orbital π yang tidak terhibridisasi. Ikatan ganda antara dua atom bergabung untuk menciptakan ikatan keseluruhan yang lebih kuat dari ikatan tunggal.