Η βασική διαφορά μεταξύ sp sp2 και sp3 είναι ότι τα υβριδικά τροχιακά sp έχουν 50% τροχιακά χαρακτηριστικά και τα υβριδικά τροχιακά sp2 έχουν τροχιακά χαρακτηριστικά 33% s ενώ τα υβριδικά τροχιακά sp3 έχουν 25 % s τροχιακά χαρακτηριστικά.
Οι όροι sp, sp2 και sp3, αναφέρονται σε διαφορετικούς υβριδισμούς τροχιακών που οδηγούν σε σχηματισμό υβριδικών τροχιακών. Τα τροχιακά είναι υποθετικές περιοχές γύρω από έναν πυρήνα ενός ατόμου, οι οποίες περιέχουν ηλεκτρόνια αυτού του ατόμου. Αυτά τα τροχιακά μπορούν να υποστούν υβριδισμό προκειμένου να σχηματίσουν νέα υβριδικά τροχιακά που μπορούν να σχηματίσουν ομοιοπολικούς χημικούς δεσμούς. Υπάρχουν διάφορες μορφές υβριδισμών σύμφωνα με τα ατομικά τροχιακά που συμμετέχουν στη διαδικασία υβριδισμού. Τα Sp, sp2 και sp3 είναι μερικοί συνηθισμένοι υβριδισμοί που περιλαμβάνουν τα τροχιακά s και p ενός ατόμου.
Τι είναι το sp;
Ο υβριδισμός Sp είναι η απλούστερη μορφή υβριδισμού στην οποία ένα τροχιακό s επικαλύπτεται με ένα τροχιακό p για να σχηματίσει δύο νέα τροχιακά sp. Ένα κέλυφος ηλεκτρονίων περιέχει τρία τροχιακά p. Σε αυτόν τον υβριδισμό, ένα από αυτά τα τρία τροχιακά p αναμιγνύεται με ένα τροχιακό s του ίδιου ατόμου. Επομένως, υπάρχουν δύο μη υβριδισμένα τροχιακά p σε αυτά τα άτομα.
Εικόνα 01: Χωρική διάταξη των sp Hybrid Orbitals
Η αναλογία ανάμειξης των δύο ατομικών τροχιακών είναι 1:1 (s:p). Ως εκ τούτου, το νέο υβριδικό τροχιακό έχει το 50% των τροχιακών χαρακτηριστικών s και το 50% των τροχιακών χαρακτηριστικών p. Αυτή η ανάμειξη των ατομικών τροχιακών s και p σχηματίζει δύο νέα υβριδικά τροχιακά. Αυτά τα δύο τροχιακά διατάσσονται σε μια γραμμική χωρική διάταξη. κατευθύνοντας κάθε ατομικό τροχιακό προς τις αντίθετες κατευθύνσεις. Αυτή η διάταξη έχει ως αποτέλεσμα τη μικρότερη τάση μεταξύ των δύο τροχιακών. Επομένως, η γωνία σύνδεσης θα είναι 180◦.
Τι είναι το sp2;
Ο υβριδισμός Sp2 είναι μια μορφή τροχιακού υβριδισμού στην οποία ένα τροχιακό επικαλύπτεται με δύο τροχιακά p για να σχηματίσει τρία νέα υβριδικά τροχιακά. Εφόσον υπάρχουν τρία p ατομικά τροχιακά σε ένα άτομο, αυτός ο υβριδισμός αφήνει ένα μη υβριδοποιημένο τροχιακό p. Σε αντίθεση με τον υβριδισμό sp, σε αυτή τη μορφή υβριδισμού, το χαρακτηριστικό s για κάθε υβριδικό τροχιακό sp2 είναι παρόν 33% ενώ το χαρακτηριστικό p τροχιακό είναι 66%.
Εικόνα 02: Χωρική διάταξη των τροχιακών sp2
Ωστόσο, αυτές είναι μόνο κατά προσέγγιση τιμές επειδή η αναλογία μεταξύ των τριών ατομικών τροχιακών που εμπλέκεται σε αυτόν τον υβριδισμό είναι s:p=1:2.
Τότε το χαρακτηριστικό s ισούται με 100/3=33,33%
Και το χαρακτηριστικό p ισούται με (100/3) x 2=66,66%
Αυτά τα τρία νέα υβριδικά τροχιακά έχουν την τριγωνική επίπεδη χωρική διάταξη προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η τάση μεταξύ των τροχιακών. Επίσης, η γωνία σύνδεσης μεταξύ αυτών των τροχιακών είναι 120◦.
Τι είναι το sp3;
Ο υβριδισμός Sp3 είναι μια μορφή τροχιακού υβριδισμού στην οποία ένα τροχιακό επικαλύπτεται με τρία τροχιακά p. Επομένως, δεν υπάρχουν μη υβριδισμένα τροχιακά p, καθώς όλα τα τροχιακά p εμπλέκονται στη διαδικασία υβριδισμού.
Εικόνα 03: Χωρική διάταξη υβριδικών τροχιακών sp3
Επομένως, αυτό έχει ως αποτέλεσμα 4 νέα υβριδικά τροχιακά. Δεδομένου ότι η αναλογία μεταξύ s και p τροχιακών είναι 1:3, το χαρακτηριστικό s κάθε υβριδικού τροχιακού είναι 25% ενώ το χαρακτηριστικό p τροχιακού είναι 75%. Αυτά τα νέα υβριδικά τροχιακά διατάσσονται σε τετραεδρική διάταξη με γωνία δεσμού 109,5◦.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ sp sp2 και sp3;
Ο υβριδισμός Sp είναι η απλούστερη μορφή υβριδισμού στην οποία ένα τροχιακό s επικαλύπτεται με ένα τροχιακό p για να σχηματίσει δύο νέα τροχιακά sp και ο υβριδισμός Sp2 είναι μια μορφή τροχιακού υβριδισμού στην οποία ένα τροχιακό επικαλύπτεται με δύο τροχιακά p σχηματίζουν τρία νέα υβριδικά τροχιακά ενώ ο υβριδισμός Sp3 είναι μια μορφή τροχιακού υβριδισμού στην οποία το ένα τροχιακό επικαλύπτεται με τρία τροχιακά p. Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των υβριδικών τροχιακών sp sp2 και sp3. Επιπλέον, καθένα από τα νέα υβριδικά τροχιακά που σχηματίζονται σε αυτές τις τρεις μορφές υβριδισμών έχει διαφορετικά τροχιακά χαρακτηριστικά s επειδή τα τροχιακά s αναμιγνύονται με διαφορετικούς αριθμούς τροχιακών p. Επομένως έχουν επίσης διαφορετικά χαρακτηριστικά p τροχιάς.
Ωστόσο, μπορούμε να τονίσουμε τη σημαντική διαφορά μεταξύ του υβριδισμού sp sp2 και sp3 σύμφωνα με το χαρακτηριστικό s αυτών των υβριδικών τροχιακών. Τα υβριδικά τροχιακά sp έχουν 50% τροχιακά χαρακτηριστικά και τα υβριδικά τροχιακά sp2 έχουν τροχιακά χαρακτηριστικά 33% s ενώ τα υβριδικά τροχιακά sp3 έχουν τροχιακά χαρακτηριστικά 25 % s. Επιπλέον, κάθε υβριδισμός αφήνει διαφορετικούς αριθμούς μη υβριδοποιημένων τροχιακών. Για παράδειγμα, ο υβριδισμός sp περιλαμβάνει μόνο 1 p ατομικά τροχιακά. Έτσι, αφήνει δύο μη υβριδισμένα p ατομικά τροχιακά.
Το παρακάτω infographic δείχνει μια λεπτομερή σύγκριση δίπλα-δίπλα σχετικά με τη διαφορά μεταξύ υβριδισμού sp sp2 και sp3.
Σύνοψη – sp sp2 vs sp3
Ο υβριδισμός είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα ατομικά τροχιακά αναμιγνύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν νέα υβριδικά τροχιακά που μπορούν να υποστούν ομοιοπολικό χημικό δεσμό. Οι απλούστερες μορφές ατομικών τροχιακών υβριδισμών είναι οι υβριδισμοί sp, sp2 και sp3. Η βασική διαφορά μεταξύ sp sp2 και sp3 είναι ότι τα υβριδικά τροχιακά sp έχουν 50% τροχιακά χαρακτηριστικά και τα υβριδικά τροχιακά sp2 έχουν τροχιακά χαρακτηριστικά 33% s ενώ τα υβριδικά τροχιακά sp3 έχουν τροχιακά χαρακτηριστικά 25 % s.
