SP3 Kol

Hybridisering

Hybridorbitaler är användbara för att förklara molekylär geometri och atomers bindningsegenskaper. Varje hybrid betecknas sp3 för att ange dess sammansättning, och i metan är varje hybrid riktad längs en av de fyra C-H-bindningarna. Hybridiseringsteori är en grundläggande del av organisk kemi.

Geometri

I metan överlappar fyra sp3-hybridorbitaler med väteatomernas fyra 1s-orbitaler, vilket ger fyra sigmabindningar med samma längd och styrka. Metan är en tetraedrisk molekyl med fyra likvärdiga C-H-bindningar. sp3-hybridisering ger en tetraedrisk form med vinklar på 109,5°, som i CCl4, medan sp2-hybridisering ger en trigonal plan form med vinklar på 120°, som i BCl3.

Den tetraedriska vinkeln på cirka 109,47° är exakt för metan, medan bindningsvinklarna i större alkaner i allmänhet ligger inom några grader från detta idealvärde. I starkt grenade alkaner kan bindningsvinkeln avvika från det optimala värdet (109,5°) för att ge plats åt skrymmande grupper.

Mättade kolväten

En alkan består av väte- och kolatomer ordnade i en trädstruktur där alla kol-kolbindningar är enkelbindningar. I en alkan är varje kolatom sp3-hybridiserad med fyra sigmabindningar, antingen C-C eller C-H. C-H-bindningen uppstår genom överlappning mellan en sp3-orbital från kol och väteatomens 1s-orbital, och C-C-bindningen genom överlappning mellan två sp3-orbitaler på intilliggande kolatomer. Bindningslängden är 1,09 × 10⁻¹⁰ m för en C-H-bindning och 1,54 × 10⁻¹⁰ m för en C-C-bindning.

I etan kan det ske nästan fri rotation kring en enkel kol-kolbindning. Etans förskjutna konformation har 12,6 kJ/mol lägre energi än den överlappade konformationen.

Aromatiska och homoaromatiska system

En aromatisk förening har en koplanär struktur, där alla ingående atomer ligger i samma plan. Vid homoaromaticitet avbryts konjugationen av en enda sp3-hybridiserad kolatom.

Utforska alla sju extraits i Discovery Set.

—

Relaterat: Al · Alfa-humulen · Amarant · Amberever · Amburanabark · Äppelträd