Het belangrijkste verschil tussen sp sp2 en sp3 is dat de sp hybride orbitalen 50% s orbitale kenmerken hebben en sp2 hybride orbitalen 33% s orbitale kenmerken, terwijl sp3 hybride orbitalen 25% s orbitale kenmerken hebben.
De termen sp, sp2 en sp3 verwijzen naar verschillende hybridisaties van orbitalen die leiden tot hybride orbitalen. Orbitalen zijn hypothetische gebieden rond een kern van een atoom, die elektronen van dat atoom bevatten. Deze orbitalen kunnen hybridisatie ondergaan om nieuwe hybride orbitalen te vormen die covalente chemische bindingen kunnen vormen. Er zijn verschillende vormen van hybridisaties volgens de atomaire orbitalen die deelnemen aan het hybridisatieproces. Sp, sp2 en sp3 zijn enkele veel voorkomende hybridisaties die betrekking hebben op de s- en p-orbitalen van een atoom.
Wat is sp?
Sp-hybridisatie is de eenvoudigste vorm van hybridisatie waarbij een s-orbitaal overlapt met een p-orbitaal om twee nieuwe sp-orbitalen te vormen. Een elektronenschil bevat drie p-orbitalen. Bij deze hybridisatie vermengt een van deze drie p-orbitalen zich met een s-orbitaal van hetzelfde atoom. Daarom zijn er nog twee niet-gehybridiseerde p-orbitalen in deze atomen.
Figuur 01: Ruimtelijke opstelling van sp hybride orbitalen
De mengverhouding van de twee atoomorbitalen is 1:1 (s:p). Daarom heeft de nieuwe hybride orbitaal 50% van de s-orbitale kenmerken en 50% van de p-orbitale kenmerken. Deze vermenging van de s- en p-atoomorbitalen vormen twee nieuwe hybride orbitalen. Deze twee orbitalen rangschikken in een lineaire ruimtelijke ordening; het richten van elke atomaire orbitaal in de tegenovergestelde richtingen. Deze opstelling resulteert in de minste spanning tussen de twee orbitalen. Daarom zal de bindingshoek 180◦ zijn.
Wat is sp2?
Sp2-hybridisatie is een vorm van orbitale hybridisatie waarbij een orbitaal overlapt met twee p-orbitalen om drie nieuwe hybride orbitalen te vormen. Omdat er drie p-atomaire orbitalen in een atoom zijn, laat deze hybridisatie één niet-gehybridiseerde p-orbitaal over. In tegenstelling tot sp-hybridisatie is bij deze vorm van hybridisatie de s-karakteristiek van elke sp2-hybride orbitaal 33% aanwezig, terwijl de p-orbitale karakteristiek 66% is.
Figuur 02: Ruimtelijke indeling van sp2-orbitalen
Dit zijn echter slechts benaderende waarden omdat de verhouding tussen de drie atoomorbitalen die bij deze hybridisatie betrokken zijn s:p=1:2 is.
Dan is de s-karakteristiek gelijk aan 100/3=33,33%
En de p-karakteristiek is gelijk aan (100/3) x 2=66,66%
Deze drie nieuwe hybride orbitalen krijgen de trigonale planaire ruimtelijke ordening om de spanning tussen de orbitalen te minimaliseren. Ook is de bindingshoek tussen deze orbitalen 120◦.
Wat is sp3?
Sp3-hybridisatie is een vorm van orbitale hybridisatie waarbij de orbitaal overlapt met drie p-orbitalen. Daarom zijn er geen niet-gehybridiseerde p-orbitalen, aangezien alle p-orbitalen betrokken zijn bij het hybridisatieproces.
Figuur 03: Ruimtelijke indeling van sp3-hybride orbitalen
Dit resulteert dus in 4 nieuwe hybride orbitalen. Aangezien de verhouding tussen s- en p-orbitalen 1:3 is, is de s-karakteristiek van elke hybride orbitaal 25%, terwijl de p-orbitaalkarakteristiek 75% is. Deze nieuwe hybride orbitalen zijn gerangschikt in een tetraëdrische opstelling met een bindingshoek van 109,5◦.
Wat is het verschil tussen sp sp2 en sp3?
Sp-hybridisatie is de eenvoudigste vorm van hybridisatie waarbij een s-orbitaal overlapt met een p-orbitaal om twee nieuwe sp-orbitalen te vormen, en een Sp2-hybridisatie is een vorm van orbitale hybridisatie waarbij een s-orbitaal overlapt met twee p-orbitalen om vormen drie nieuwe hybride orbitalen, terwijl Sp3-hybridisatie een vorm van orbitale hybridisatie is waarbij één orbitaal overlapt met drie p-orbitalen. Dit is het fundamentele verschil tussen sp sp2 en sp3 hybride orbitalen. Bovendien heeft elk van de nieuwe hybride orbitalen die zich vormen in deze drie vormen van hybridisaties verschillende s-orbitale kenmerken omdat de s-orbitalen zich vermengen met verschillende aantallen p-orbitalen. Daarom hebben ze ook verschillende p-orbitale kenmerken.
We kunnen echter het belangrijkste verschil tussen sp sp2 en sp3-hybridisatie benadrukken volgens de s-karakteristiek van deze hybride orbitalen; sp hybride orbitalen hebben 50% s orbitale karakteristieken en sp2 hybride orbitalen hebben 33% s orbitale karakteristieken, terwijl sp3 hybride orbitalen 25% s orbitale karakteristieken hebben. Bovendien laat elke hybridisatie verschillende aantallen niet-gehybridiseerde orbitalen achter. De sp-hybridisatie omvat bijvoorbeeld slechts 1 p atomaire orbitalen. Het laat dus twee niet-gehybridiseerde p-atoomorbitalen achter.
De onderstaande infographic toont een gedetailleerde zij aan zij vergelijking van het verschil tussen sp sp2 en sp3 hybridisatie.
Samenvatting – sp sp2 vs sp3
Hybridisatie is een proces waarbij atomaire orbitalen met elkaar vermengen om nieuwe hybride orbitalen te vormen die covalente chemische binding kunnen ondergaan. De eenvoudigste vormen van atomaire orbitale hybridisaties zijn sp-, sp2- en sp3-hybridisaties. Het belangrijkste verschil tussen sp sp2 en sp3 is dat de sp hybride orbitalen 50% s-orbitale kenmerken hebben en de sp2-hybride orbitalen 33% s-orbitale kenmerken, terwijl de sp3-hybride orbitalen 25% s-orbitale kenmerken hebben.
