कार्बन के संकरण अपनी ही विशेषताओं के साथ एक नया आणविक कक्षीय "संकर" बनाने के लिए दो शुद्ध परमाणु कक्षाओं के संयोजन शामिल है। परमाणु कक्षीय की धारणा कक्षा की पिछली अवधारणा की तुलना में बेहतर व्याख्या देती है, जहां एक परमाणु के भीतर एक इलेक्ट्रॉन को खोजने की अधिक संभावना है।

दूसरे शब्दों में, एक परमाणु कक्षीय परमाणु की एक निश्चित क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन या जोड़े की इलेक्ट्रॉनों की स्थिति का विचार देने के लिए क्वांटम यांत्रिकी का प्रतिनिधित्व है, जहां प्रत्येक कक्षीय को उसकी संख्याओं के मूल्यों के अनुसार परिभाषित किया जाता है क्वांटम।

क्वांटम संख्या एक प्रणाली की स्थिति का वर्णन करती है (जैसे कि परमाणु के अंदर इलेक्ट्रॉन) एक निश्चित समय पर, इलेक्ट्रॉन (n) से संबंधित ऊर्जा के माध्यम से, कोणीय गति जिसे वह अपनी गति (l) में वर्णित करती है, संबंधित चुंबकीय क्षण (m) और इलेक्ट्रॉन का स्पिन जैसा कि परमाणु (ओं) के भीतर यात्रा करता है।

ये पैरामीटर एक कक्षीय में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के लिए अद्वितीय हैं, इसलिए दो इलेक्ट्रॉनों में चार क्वांटम संख्याओं के समान मान नहीं हो सकते हैं, और प्रत्येक कक्षीय पर अधिकांश दो इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा किया जा सकता है।

कार्बन संकरण क्या है?

कार्बन के संकरण का वर्णन करने के लिए, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रत्येक कक्षीय (इसकी आकृति, ऊर्जा, आकार, आदि) की विशेषताएं प्रत्येक परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करती हैं।

यही है, प्रत्येक कक्षीय की विशेषताएं प्रत्येक "शेल" या स्तर में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था पर निर्भर करती हैं: निकटतम से नाभिक से सबसे बाहरी तक, जिसे वैलेंस शेल भी कहा जाता है।

सबसे बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉन केवल एक बॉन्ड बनाने के लिए उपलब्ध हैं। इसलिए, जब दो परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन बनता है, तो दो ऑर्बिटल्स (प्रत्येक परमाणु में से एक) का ओवरलैप या सुपरपोजिशन उत्पन्न होता है और यह अणुओं की ज्यामिति से निकटता से संबंधित होता है।

जैसा कि पहले कहा गया है, प्रत्येक कक्षीय को अधिकतम दो इलेक्ट्रॉनों से भरा जा सकता है, लेकिन औबाउ सिद्धांत का पालन करना चाहिए, जिसके माध्यम से कक्षा अपने ऊर्जा स्तर (सबसे छोटे से सबसे बड़े) के अनुसार भरी जाती है, जैसा कि दिखाया गया है नीचे दिखाया गया है:

इस तरह, पहले 1 s स्तर भरा जाता है, फिर 2 s, उसके बाद 2 p और इसी तरह परमाणु या आयन कितने इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करता है।

इस प्रकार, संकरण अणुओं के अनुरूप एक घटना है, क्योंकि प्रत्येक परमाणु केवल शुद्ध परमाणु ऑर्बिटल्स (एस, पी, डी, एफ) और दो या अधिक परमाणु ऑर्बिटल्स के संयोजन के कारण योगदान कर सकता है, उसी की मात्रा हाइब्रिड ऑर्बिटल्स जो तत्वों के बीच लिंक की अनुमति देते हैं।

मुख्य प्रकार

परमाणु कक्षाओं में विभिन्न आकार और स्थानिक झुकाव होते हैं, जो जटिलता में बढ़ते हैं, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

यह देखा गया है कि केवल एक प्रकार की एस ऑर्बिटल (गोलाकार आकृति), तीन प्रकार के पी ऑर्बिटल (लोब्यूलर आकार, जहां प्रत्येक लोब एक स्थानिक अक्ष पर उन्मुख होता है), पांच प्रकार के डी ऑर्बिटल और सात प्रकार के एफ ऑर्बिटल, जहां प्रत्येक प्रकार का होता है। ऑर्बिटल में उसी तरह की ऊर्जा होती है, जो अपनी तरह की होती है।

इसकी जमीन की स्थिति में कार्बन परमाणु में छह इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिसका विन्यास 1 s ² 2 s ² 2 p ^{2 है।} अर्थात, उन्हें स्तर 1 s (दो इलेक्ट्रॉनों), 2 s (दो इलेक्ट्रॉनों) और आंशिक रूप से 2p पर कब्जा करना चाहिए (दो शेष इलेक्ट्रॉनों) Aufbau सिद्धांत के अनुसार।

इसका मतलब है कि कार्बन परमाणु में केवल 2 पी कक्षीय में दो अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन हैं, लेकिन इस प्रकार मीथेन (सीएच ₄) अणु या अन्य अधिक जटिल लोगों के गठन या ज्यामिति की व्याख्या करना संभव नहीं है ।

इसलिए इन बॉन्डों को बनाने के लिए एस और पी ऑर्बिटल्स के संकरण की आवश्यकता होती है (कार्बन के मामले में), नए हाइब्रिड ऑर्बिटल्स उत्पन्न करने के लिए जो डबल और ट्रिपल बॉन्ड को भी समझाते हैं, जहां इलेक्ट्रॉन अणुओं के गठन के लिए सबसे स्थिर कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करते हैं। ।

Sp संकरण

एसपी ³ संकरण में शुद्ध 2s, 2p _x, 2p _y और 2p _z ऑर्बिटल्स से चार "हाइब्रिड" ऑर्बिटल्स का निर्माण होता है ।

इस प्रकार, स्तर 2 पर इलेक्ट्रॉनों की पुनर्व्यवस्था होती है, जहां चार बांडों के गठन के लिए चार इलेक्ट्रॉन उपलब्ध होते हैं और उन्हें कम ऊर्जा (अधिक स्थिरता) के समानांतर व्यवस्थित किया जाता है।

एक उदाहरण एथिलीन अणु (सी ₂ एच ₄) है, जिसके बंधन परमाणुओं के बीच 120 ° कोण बनाते हैं और इसे एक प्लैनर ट्रायंगल ज्यामिति देते हैं।

इस स्थिति में, CH और CC सिंगल बॉन्ड (sp ² ऑर्बिटल्स के कारण) और एक CC डबल बॉन्ड (p ऑर्बिटल के कारण) सबसे स्थिर अणु बनाने के लिए उत्पन्न होते हैं ।

Sp संकरण

एसपी ² संकरण के माध्यम से, तीन "हाइब्रिड" ऑर्बिटल्स शुद्ध 2 एस ऑर्बिटल और तीन प्योर 2 पी ऑर्बिटल्स से उत्पन्न होते हैं। इसके अलावा, एक शुद्ध पी ऑर्बिटल प्राप्त किया जाता है जो एक डबल बॉन्ड के गठन में भाग लेता है (जिसे पी: ")" कहा जाता है)।

एक उदाहरण एथिलीन अणु (सी ₂ एच ₄) है, जिसके बंधन परमाणुओं के बीच 120 ° कोण बनाते हैं और इसे एक प्लैनर ट्रायंगल ज्यामिति देते हैं। इस स्थिति में, CH और CC सिंगल बॉन्ड (sp ² ऑर्बिटल्स के कारण) और एक CC डबल बॉन्ड (p ऑर्बिटल के कारण) सबसे स्थिर अणु बनाने के लिए उत्पन्न होते हैं ।