SP3 Karbon

Hybridisering

Hybridorbitaler er nyttige for å forklare molekylgeometri og egenskapene til atomære bindinger. Hver hybrid betegnes sp3 for å angi sammensetningen, og i metan er hver av dem rettet langs én av de fire C-H-bindingene. Hybridiseringsteori er en integrert del av organisk kjemi.

Geometri

I metan overlapper fire sp3-hybridorbitaler med 1s-orbitalene til de fire hydrogenatomene, noe som gir fire sigmabindinger med samme lengde og styrke. Metan er et tetraedrisk molekyl med fire likeverdige C-H-bindinger. sp3-hybridisering gir en tetraedrisk form med vinkler på 109,5°, som i CCl4, mens sp2-hybridisering gir en trigonal plan form med vinkler på 120°, som i BCl3.

Den tetraedriske vinkelen på omtrent 109,47° er nøyaktig for metan, mens større alkaner generelt har bindingsvinkler som avviker med noen få grader fra denne idealiserte verdien. I svært forgrenede alkaner kan bindingsvinkelen avvike fra den optimale verdien (109,5°) for å gi plass til voluminøse grupper.

Mettede hydrokarboner

Et alkan består av hydrogen- og karbonatomer ordnet i en trestruktur der alle karbon-karbon-bindingene er enkeltbindinger. I et alkan er hvert karbonatom sp3-hybridisert med 4 sigmabindinger, enten C-C eller C-H. C-H-bindingen dannes ved overlapping mellom en sp3-orbital på karbon og 1s-orbitalen på et hydrogenatom, og C-C-bindingen dannes ved overlapping mellom to sp3-orbitaler på tilstøtende karbonatomer. Bindingslengdene er 1.09 × 10⁻¹⁰ m for en C-H-binding og 1.54 × 10⁻¹⁰ m for en C-C-binding.

I etan er det nesten fri rotasjon rundt en enkelt karbon-karbon-binding. Den forskjøvne konformasjonen av etan har 12,6 kJ/mol lavere energi enn den formørkede konformasjonen.

Aromatiske og homoaromatiske systemer

En aromatisk forbindelse har en koplanar struktur, der alle atomene som bidrar, ligger i samme plan. Ved homoaromatisitet avbrytes konjugasjonen av ett enkelt sp3-hybridisert karbonatom.

Utforsk alle de sju ekstraktene i Discovery Set.

—

Relatert: Or · Alfa-humulen · Amarant · Amberever · Amburanabark · Epletre