الأوربيتالات المهجنة: شرح مبسط

ما هي الأوربيتالات المهجنة؟

تخيل أن لديك مجموعة من الأواني ذات أشكال مختلفة (أوربيتالات ذرية). يمكنك مزج هذه الأواني للحصول على أوانٍ جديدة ذات شكل موحد (أوربيتالات مهجنة). هذا بالضبط ما يحدث في الذرات عندما تتحد لتكوين جزيئات.

الأوربيتالات المهجنة هي مدارات جديدة تتكون من دمج أو تهجين مدارين ذريين أو أكثر في نفس الذرة. يحدث هذا التهجين من أجل الحصول على توزيع أكثر استقرارًا للإلكترونات وتكوين روابط كيميائية قوية.

لماذا يحدث التهجين؟

 * لتكوين روابط قوية: تساعد الأوربيتالات المهجنة على تكوين روابط أقوى وأكثر استقرارًا بين الذرات.

 * لتفسير الشكل الهندسي للجزيئات: تساعد الأوربيتالات المهجنة على تفسير الشكل الهندسي للجزيئات وتوزيع الإلكترونات فيها.

أنواع الأوربيتالات المهجنة:

تعتمد أنواع الأوربيتالات المهجنة على عدد الأوربيتالات الذرية المشاركة في عملية التهجين ونوع هذه المدارات (s, p, d). من أهم الأنواع:

 * sp³: تتكون من تهجين مدار s و ثلاثة مدارات p. تعطي شكلًا رباعي السطوح (مثل الميثان CH₄).

   

 * sp²: تتكون من تهجين مدار s و مدارين p. تعطي شكلًا مثلثي مستوي (مثل الإيثيلين C₂H₄).

   

 * sp: تتكون من تهجين مدار s و مدار p. تعطي شكلًا خطيًا (مثل الأستيلين C₂H₂).

   

أهمية الأوربيتالات المهجنة:

 * فهم الترابط الكيميائي: تساعد في فهم كيفية تكوين الروابط الكيميائية بين الذرات.

 * توقع الشكل الهندسي للجزيئات: تساعد في توقع الشكل الهندسي للجزيئات.

 * تفسير الخواص الكيميائية للمركبات: تساعد في تفسير الخواص الكيميائية للمركبات.

مثال:

في جزيء الميثان (CH₄)، تهجن ذرة الكربون المدار s و الثلاثة مدارات p لتكوين أربعة مدارات مهجنة من نوع sp³. تتداخل هذه المدارات المهجنة مع مدارات 1s للهيدروجين لتكوين أربعة روابط تساهمية.

ملاحظات:

 * عدد المدارات المهجنة: يساوي عدد المدارات الذرية المشاركة في التهجين.

 * الطاقة: تكون الأوربيتالات المهجنة متساوية في الطاقة.

 * الشكل: يختلف شكل الأوربيتالات المهجنة حسب نوع التهجين.