Hybridisierung am C-Atom

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		H. am C-Atom

HYBRIDISIERUNG AM C-ATOM

Mit sp-, sp²- und sp³-Orbitalen lassen sich die Geometrien und Bindungsverhältnisse von C-Verbindungen erklären.
"Schwierigkeiten" bereitet im ersten Moment der Fall sp³, da das C-Atom keine mit drei mit Elektronen besetzten Orbitale besitzt. Es zeigt sich aber auch, dass auch die sp- und sp²-Hybridorbitale die richtigen Bindungsverhältnisse beschreiben.

Ausgehend vom Grundzustand des C-Atoms 1s² 2s² 2p² wird ein angeregter Zwischenzustand 1s² 2s¹ 2p³ erzeugt. Man nennt diesen Zustand den "promovierten Zustand" und die dazu benötigte Energie die "Promotionsenergie". Ausgehend von diesem promovierten Zustand werden die 2s- und 2p-Orbitale geeignet kombiniert. Durch Bindung der dadurch entstehenden Hybridorbitale zu Nachbaratomen entsteht ein Energiegewinn, größer als die Promotionsenergie. Insgesamt bildet sich unter Energiegewinn das Molekül.

Bitte nicht verwechseln! Die "Promotion" ist ein Gedankenmodell! Der promovierte Zustand ist keine Realität, sondern nur unser - "wir dummen Menschen" - Hilfsmittel, um das zu beschreiben, was in der Natur geschieht. (Es gibt außerdem auch andere Theorien zur chemischen Bindung, die auf dieses Kozept verzichten.)

Durch geeignete Kombinationen entstehen die drei gewünschten Hybridorbitale. Diese sind jeweils mit 1 Elektron besetzt, können also mit 1 Elektron eines Nachbarorbitals Elektronenpaarbindungen bilden.

Für sp³ ist die Situation klar: Nur nach der Promotion sind vier Orbitale mit einem Elektron besetzt und können Bindungen zu Nachbaratomen eingehen.
Bei sp² wäre auch ohne Promotion die Hybridisierung möglich. Dann bliebe aber ein 2s-Orbital übrig, während nach der Promotion ein einfach besetztes 2p-Orbital übrig bleibt. Nur mit einem weiteren p-Orbital lassen sich die Bindungen in realen Molekülen richtig erklären.
Gleiches gilt für sp: ein ohne Promotion übrig bleibendes s-Orbital kann die Realität nicht erklären.

Die drei Hybridisierungsarten bilden die drei für C-Atome möglichen Bindungsarten:

	sp³	führt zu Einfachbindungen
	sp²	führt zu Doppelbindungen
	sp	führt zu Dreifachbindungen

Dabei betrachtet man nur die Elektronen der Valenzschale (2s und 2p), die beiden Elektronen der inneren Schale 1s² tragen nicht zur Bindung bei.

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