Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент кимё – технология институти

1.3. Гибридланиш ҳақида тушунча
Углерод атомининг қўзғолмаган ҳолатдаги электрон тузилиши қуйидаги кўринишда бўлади:

Унга ташқи таъсир – ёруғлик, иссиқлик, электромагнит майдон ва х.к. билан таъсир этилганда, қўзғолган ҳолатга ўтади, яъни икки электронли булутлар ажралиб бир электронли булутларга айланади:

2s²-электроннинг 2р¹-орбитталга ўтиши қўшимча энергия сарфлашни талаб этади, кейинчалик бу энергия иккита қўшимча боғланиш ҳосил бўлиши ҳисобига қопланади. Бу энергия баланси афзаллигига олиб келади, чунки у система энергиясининг камайишига мувофиқ келади.

Углерод атомидаги тўртта жуфтлашмаган электронларнинг булутлари бир-биридан фарқ қилиши керак эди. Лекин тажриба уларнинг ҳаммаси бир хил ва бир-бирига нисбатан тетраэдрик бурчаклар остида йўналганлигини кўрсатади.
Боғланишларнинг пухталиги бир хил эканлиги орбитталлар (электрон булутлар)нинг гибридланиши, яъни уларнинг аралашуви ҳамда шакл ва энергияларнинг тенглашуви билан тушунтирилади. Бунда электрон булутларнинг дастлабки шакли ва бир хил шакл (1-расм) даги булутлар (орбитталлар) ҳосил бўлади.
Г

ибридланиш тушунчасини фанга Америкалик машҳур олим, икки мартта Нобель мукофоти нишондори Лаймус Полинг киритган.
Гибридланган орбиттал нок шаклида бўлиб, ядродан бир томонган қараб кучли тортилган бўлади. Гибридланган орбитталнинг кимёвий боғланиши гибридланмаган (соф) орбитталникига қараганда анча мустаҳкам бўлади, чунки гибридланганда булутлар бир-бирини кўпроқ қоплайди. Гибридланган боғланиш турли хилдаги электрон қатнашадиган барча ҳолларда вужудга келади. Метан молекуласининг ҳосил бўлишида битта s- ва учта р-электронларнинг орбитталлари гибридланади ва тўртта янги гибридланган булутлар ҳосил бўлади. Бундай гидридланиш sp³-гибридланиш дейилади. Углерод атомининг гибридланган 4 та sp³-орбитталлари билан 4 та водород атоминиг s-орбитталлари бир-бирини қоплаш натижасида тўртта эквивалент боғланиши метан молекуласи ҳосил бўлади, ҳосил бўлган боғланиш (сигма) - -боғланиш дейилади. Гибридланган орбитталларнинг ўқлари орасидаги бурчак 109⁰ ни ташкил этади. Бу боғланиш мустаҳкам бўлиб С – Н орасидаги боғни узиш учун 107 ккал/моль энергия талаб қилинади.
Қўшбоғли бирикмаларда, қўшбоғдаги углерод атомида битта s- ва иккита р-орбитталлар гибридланиб учта тенглашган орбитталлар ҳосил қилади. Бунга sp²-гибридланиш дейилади. Бу орбитталлар бир текисликда 102⁰ бурчак остида жойлашади. Тўртинчи р-орбиттал гибриланмаган ва гибридланмаган орбитталлар текислигига тик жойлашган бўлади.
Этилен молекуласида иккита углерод атоми sp²-гибридланган ҳолатда бўлиб -боғланиш ҳосил қилади. Ҳар қайси углерод атомидаги бошқа икки гибридланган орбитталлар водород атомлари билан тўртта -боғланиш ҳосил қилади. Фойдаланилмай қолган иккита орбиттал С ва қолган иккита орбиттал С ва Н атомлари жойлашган текисликнинг устидан ва остидан икки мартта бир-бирини қоплайди. р-Электронлар булутининг бир-бирини қоплаши натижасида -боғланиш вужудга келади. Агар этан молекуласидаги углерод атомининг ядролари орасидаги масофа 1,54 А⁰ (0,154 нм) га тенг бўлса, этил молекуласида 1,34 А⁰ (0,134 нм) га тенг. -Боғланиш энергияси 355,5 кЖ/молга тенг, қўшбоғнинг энергияси эса 606,7 кЖ/молга тенг. Улар бир-биридан 255,1 кЖ/молга фарқ қилади. Бу фарқ -боғланишнинг энергиясига тўғри келади. -Боғланиш энергияси -боғланиш энергиясидан кичик бўлгани сабабли, бу боғланиш кимёвий жараёнлар вақтида осон узилади.
Уч боғ ҳосил бўлиши sp-гибридланиш билан боғлиқ. Бунда битта s-орбиттал билан битта р-орбиттал бир-бири билан «аралашиб» иккита гибридланган орбиттал ҳосил қилади. Қолган иккита р-орбиттал ўз шаклини сақлаб қолади.
Уч боғ ҳосил бўлишида углероднинг sp-гибридланиш ҳолатида бўлган иккита атоми -боғланиш ҳосил қилади. Ҳар қайси углерод атомининг иккита р-орбиттали бир-бирини қоплаши натижасида иккита -боғланишлар вужудга келади. Бу -боғланишлар ўзаро тик икки текисликда жойлашган. Уч билан боғланган углерод атомлари орасидаги масофа 1,22А⁰ (0,122 нм) тенг. Кимёвий жараёнлар вақтида -боғланишлар осон узилади. Учбоғ билан боғланган углеродлар орасидаги -боғланиш энергияси 355,6 кЖ/молга, биринчи -боғланиш энергияси 252,7 кЖ/молга тенг бўлса, иккинчи -боғланиш энергияси эса 221,7 кЖ/молга тенг. Шунинг учун кимёвий жараёнлар вақтида дастлаб иккита -боғланиш, сўнгра эса биринчи -боғланиш узилади.