Galvenā atšķirība starp sp sp2 un sp3 ir tā, ka sp hibrīda orbitālēm ir 50% s orbitāles, bet sp2 hibrīda orbitālēm ir 33% s, turpretim sp3 hibrīda orbitālēm ir 25% s orbitāles.
Termini sp, sp2 un sp3 attiecas uz dažādām orbitāļu hibridizācijām, kuru rezultātā veidojas hibrīda orbitāles. Orbitāles ir hipotētiski apgabali ap atoma kodolu, kas satur šī atoma elektronus. Šīs orbitāles var tikt hibridizētas, lai izveidotu jaunas hibrīda orbitāles, kas var veidot kovalentās ķīmiskās saites. Ir vairāki hibridizācijas veidi atbilstoši atomu orbitālēm, kas piedalās hibridizācijas procesā. Sp, sp2 un sp3 ir dažas izplatītas hibridizācijas, kas saistītas ar atoma s un p orbitālēm.
Kas ir sp?
Sp hibridizācija ir vienkāršākais hibridizācijas veids, kurā s orbitāle pārklājas ar p orbitāli, veidojot divas jaunas sp orbitāles. Elektronu apvalks satur trīs p orbitāles. Šajā hibridizācijā viena no šīm trim p orbitālēm sajaucas ar tā paša atoma s orbitāli. Tāpēc šajos atomos ir palikušas divas nehibridizētas p orbitāles.
Attēls 01: sp hibrīdu orbitāļu telpiskais izkārtojums
Abu atomu orbitāļu sajaukšanās attiecība ir 1:1 (s:p). Tādējādi jaunajai hibrīdai orbitālei ir 50% s orbitālo raksturlielumu un 50% p orbitālo raksturlielumu. Šī s un p atomu orbitāļu sajaukšanās veido divas jaunas hibrīda orbitāles. Šīs divas orbitāles izkārtojas lineārā telpiskā izkārtojumā; vēršot katru atomu orbitāli pretējos virzienos. Šis izkārtojums rada vismazāko spriedzi starp abām orbitālēm. Tādējādi savienojuma leņķis būs 180◦.
Kas ir sp2?
Sp2 hibridizācija ir orbitālās hibridizācijas veids, kurā viena s orbitāle pārklājas ar divām p orbitālēm, veidojot trīs jaunas hibrīda orbitāles. Tā kā atomā ir trīs p atomu orbitāles, šī hibridizācija atstāj vienu nehibridizētu p orbitāli. Atšķirībā no sp hibridizācijas, šajā hibridizācijas formā katras sp2 hibrīda orbitāles s raksturlielums ir 33%, bet p orbitāles raksturlielums ir 66%.
2. attēls: sp2 orbitāļu telpiskais izkārtojums
Tomēr šīs ir tikai aptuvenas vērtības, jo šajā hibridizācijā iesaistīto trīs atomu orbitāļu attiecība ir s:p=1:2.
Tad s raksturlielums ir vienāds ar 100/3=33,33%
Un p raksturlielums ir vienāds ar (100/3) x 2=66,66%
Šīs trīs jaunās hibrīda orbitāles iegūst trigonālu plakanu telpisko izkārtojumu, lai samazinātu spriedzi starp orbitālēm. Arī saites leņķis starp šīm orbitālēm ir 120◦.
Kas ir sp3?
Sp3 hibridizācija ir orbitālās hibridizācijas veids, kurā viena orbitāle pārklājas ar trim p orbitālēm. Tāpēc nav nehibridizētu p orbitāļu, jo visas p orbitāles ir iesaistītas hibridizācijas procesā.
03. attēls: sp3 hibrīdu orbitāļu telpiskais izkārtojums
Tā rezultātā rodas 4 jaunas hibrīda orbitāles. Tā kā attiecība starp s un p orbitālēm ir 1:3, katras hibrīda orbitāles s raksturlielums ir 25%, bet p orbitāles raksturlielums ir 75%. Šīs jaunās hibrīda orbitāles ir izvietotas tetraedriskā ar 109,5◦ saites leņķi.
Kāda ir atšķirība starp sp sp2 un sp3?
Sp hibridizācija ir vienkāršākais hibridizācijas veids, kurā s orbitāle pārklājas ar p orbitāli, veidojot divas jaunas sp orbitāles, un Sp2 hibridizācija ir orbitālās hibridizācijas veids, kurā viena s orbitāle pārklājas ar divām p orbitālēm, lai veido trīs jaunas hibrīda orbitāles, savukārt Sp3 hibridizācija ir orbitālās hibridizācijas veids, kurā viena orbitāle pārklājas ar trim p orbitālēm. Šī ir būtiskā atšķirība starp sp sp2 un sp3 hibrīda orbitālēm. Turklāt katrai no jaunajām hibrīdajām orbitālēm, kas veidojas šajās trīs hibridizācijas formās, ir atšķirīgas s orbitāļu īpašības, jo s orbitāles sajaucas ar dažādu p orbitāļu skaitu. Tāpēc tiem ir arī dažādas p orbitālās īpašības.
Tomēr mēs varam uzsvērt galveno atšķirību starp sp sp2 un sp3 hibridizāciju saskaņā ar šo hibrīdu orbitāļu s raksturlielumiem; sp hibrīda orbitālēm ir 50% s orbitāļu, un sp2 hibrīda orbitālēm ir 33% s orbitāļu, turpretim sp3 hibrīda orbitālēm ir 25% s orbitāles. Turklāt katra hibridizācija atstāj atšķirīgu skaitu nehibridizētu orbitāļu. Piemēram, sp hibridizācija ietver tikai 1 p atomu orbitāles. Tādējādi tas atstāj divas nehibridizētas p atomu orbitāles.
Tālāk esošajā infografikā ir parādīts detalizēts salīdzinājums par atšķirību starp sp sp2 un sp3 hibridizāciju.
Kopsavilkums - sp sp2 pret sp3
Hibridizācija ir process, kurā atomu orbitāles sajaucas viena ar otru, veidojot jaunas hibrīda orbitāles, kurās var tikt veikta kovalentā ķīmiskā saite. Vienkāršākās atomu orbitālās hibridizācijas formas ir sp, sp2 un sp3 hibridizācijas. Galvenā atšķirība starp sp sp2 un sp3 ir tā, ka sp hibrīda orbitālēm ir 50% s orbitāles, bet sp2 hibrīda orbitālēm ir 33% s orbitāles, turpretim sp3 hibrīda orbitālēm ir 25% s orbitāles.
