Hybridisierung

[Beamer]

gibt es außer CO eigentlich noch Verbindungen, in denen das C-Atom nicht hybridisiert ist?


Beamer

[Vegeta]

Ja, alle! Da es in dem Sinne keine Hybridisierung gibt. Diese ist lediglich ein mathematisches Modell ohne physikalische Realität. Lässt sich durch Photoelektronenspektroskopie beweisen.

[Beamer]

und wieso lern ich dann so was
und uns wird au noch gesagt dass des in echt au so ist!!??


Beamer

[ondrej]

Die Bildhafte darstellung wird halt machmal vor der tatsächlichen bevorzugt, um den Stoff verständlicher zu machen. Erinnere Dich an die Schule, da bewegten sich die Elektronen noch auf Kreisbahnen....

[Ikarus]

[quote="Vegeta"]Ja, alle! Da es in dem Sinne keine Hybridisierung gibt. Diese ist lediglich ein mathematisches Modell ohne physikalische Realität. Lässt sich durch Photoelektronenspektroskopie beweisen.[/quote]


Diesen Behauptung kann ich mich nicht anschließen. Ersten es ist zwar richtig das man man aus der Energieverteilung N_PE(E_Kin) der Photoelektronen auf die Zustansverteilung der Elektronen im Festkörper schließen kann. Sowie aus Form der kurve Informationen über die Art des Orbitals bekommt aus welchen einzelne Elektronen stammen. Leider ist aber genau dies eine der Methoden womit sich die Hybridisierung Näherung bestätigen lässt.
Deine aussage ist nur soweit richtig, dass wenn man einzelne C-Atome untersucht man keine Hybridisierung findet.
Des weiteren ist richtig das diese Hybritorbitale nicht die Realität beschreiben sondern eine Näherung sind, aber das trifft auf fast alle in der Chemie verwendeten Orbital Modelle zu.
Bei der der Obigen Näherung geht man davon aus das man aus H-Orbitalmen (Analytisch Lösbar) mittels ein paar Näherungen auf den C übertragen kann.
Des weiteren muss man wissen das die Schrödinger-Gleichungen lineare Gleichungen sind, daraus folgt das Superpositionen von Lösungen wieder Lösungen sind.
Jetzt geht noch einen Schritt weiter und geht von den Atomen zu den Molekülen über. Jetzt wird wieder aufs brutalste genähert und man erhält Molekülorbitale.
Wenn man diese auseinander auseinander wurstelt kommt man auf Hybridorbitale. (Superposition von Orbitalen mit gleichem n, aber unterschiedlichen l und m, bezeichnet man dann als Hybridorbitale(n,l,m sind die Quntenzahlen.)) Und diese sehen in erster Näherung tatsächlich so aus wie du sie gewohnt bist.
Ich verstehe zwar, dass wenn man sich die Herleitungen anschaut auf die Idee kommen kann das es sich um ein Mathematisches model handelt. Aber desto trotz ist es Physikalisch richtig.
Und ich denke der beste Beweis dafür ist das diese Beschreibung funktioniert, ich kenne kein Experiment welche es widerlegt (im Bereich der Näherung).

Antwort auf die Frage: "gibt es außer CO eigentlich noch Verbindungen, in denen das C-Atom nicht hybridisiert ist?" : Alle Verbindungen bei welchen die Suponierten Orbitale nicht in den Quanten zahlen unterscheiden. (Ob die dann Stabil sind weis ich nicht aber CC sollt das denke ich verfüllen)


Haken Wolf - Atom und Quantenphysik S.327
Claude Cohnen-Tannoudji - Quantenmechanik 2 (Kap. 7.8)

[SGKM]

WOW!! Was'n Beitrag!!
Hast du eine ebenso umfangreiche Lösung für mein Problemchen (siehe 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane)

[ondrej]

Vielleicht nur ein paar Anmerkungen zu dem Beitrag von Ikarus:
man sollte unterscheiden, was man annähert:
die Schrödingergleichung an sich ist ja meistens nicht analytisch lösbar. Was man meistens macht ist Variationsrechnung; sprich man nimmt an, dass <w|H|w>/<w|w> immer größer als die tatsächliche Erergie ist. Dann stellt man die Sakulärdeterminante auf und daraus dann die Säkulärgleichungen: als Annahme hier wird dann gemacht: nur der Überlapp zwischen benachbarten Atomen wird berücksichtigt (zum Beispiel bei Hückel). Damit kann man die Säkulärdterminante lösen und erhält dann bestimmte Energiewerte.
Wenn man jetzt aber mehrere Atome hat, gibt es verschiedene Methoden (zum Beispiel HF) um sich an eine Lösung anzunähern. Man geht davon aus, dass man die Orbitale von den einzelnen Atomen nimmt und dann mischt. je nachdem wieviel man dann berücksichtigt, erhöht sich der Basissatz und auch der Aufwand.
Die Hybridisierung ist so eine Mischung aus mehreren Orbitalen. Die Orbitale an sich (die mit den verschiedenen Quantenzahlen) sind keine Hybridorbitale, sondern räpresentieren verschiedene Wellenfunktionen. Hybridisierung ist dann einfach eine Mischung aus den verschiedenen Orbitalen sprich c 1w1+c2w2+ ...
Bei den Orbitalfunktionen nimmt man als Basis sogenannte Gaussian-Type Orbitals, was tatsächlich "zeichenbare" Funktionen sind .
Das Problem bei der Hybridisierung ist, dass es eine Näherung ist, sprich manchmal weicht es schon stark vom Modell ab (zum Beispiel wenn der Einfluss von bestimmten Orbitalen über- oder unterschätzt wird - das wird übrigens von der Dichtefunktionaltheorie gut bestätigt). Bei Kohlenstoff kann es recht gut klappen, bei Metallen wird es schon komplexer.

Was meinst Du eigenlich mit CC? C2? Weil wenn Du eine C-C Bindung meinst, dann fehlen da noch ein paar Substituenten .


Ahja, *g* Literatur kann ich auch noch liefern: Ira N. Levine, Quantum Chemistry

[Vegeta]

Was ihr da schreibt ist ja richtig, aber das Photoelektronenspektrum von Methan, DEM klassischen sp3 Hybrid, zeigt nun mal nicht eine Linie für die 4 Hybridorbitale sondern 2 Lienen nach der MO-Theorie.
Um wieder auf Beamers Frage zurückzukommen: Man sollte im Modell bleiben. Wenn du daher mit hybridisierung arbeitest, der Kohlenstoff in CO ist formal sp-Hybridisiert, wobei ein Hybridorbital die sigma-Bindung bildet und sich im anderen das lone-pair befindet.

[Beamer]

ok,

danke,

ich les mir das noch mal durch, wenn ich fertig studiert hab!


Beamer

[ondrej]

Was ihr da schreibt ist ja richtig, aber das Photoelektronenspektrum von Methan, DEM klassischen sp3 Hybrid, zeigt nun mal nicht eine Linie für die 4 Hybridorbitale sondern 2 Lienen nach der MO-Theorie.
Um wieder auf Beamers Frage zurückzukommen: Man sollte im Modell bleiben. Wenn du daher mit hybridisierung arbeitest, der Kohlenstoff in CO ist formal sp-Hybridisiert, wobei ein Hybridorbital die sigma-Bindung bildet und sich im anderen das lone-pair befindet.

darauf wollte ich eigentlich auch hinaus, das wenn man die Energieentartung nicht aufhebt, sprich hybridisiert, man dann für manche Zwecke eine zu grobe Näherung macht....

[Ionenfischer]

Äh, liebe moderatoren könnte dieser Beitrag bitte aus meinem geliebtem OC-Forum in ein anderes verschoben werden....

[Q.]

Bloß weils ekelig ist, kann es immer noch OC sein... leider.

Q.

[Ionenfischer]

aber nur weil eins von zwei Atomen ein Kohlenstoff ist, muss es noch lange keine OC sein....

[Pee !!!]

Hybridisierung gehört doch auch zur OC

[Ikarus]

Zum Methan bist du dir sicher, das du nicht die Inneren Schallen angeregt hast. Zumindest habe ich das beschriebene Photoelektronenspektrum von Methan noch nie gesehen.
Zur Näherung so grob wie sie hier dargestellt wird ist sie nun wirklich nicht.
Sicherlich desto mehr Elektronen beteiligt sind desto stärker weichen die genäherten Mischorbitale, bzw. weiche diese Hybritorbitale von den Standard Mischungen ab. Ich denke mit ausnahmen gilt es zumindest in der OH.
Ich bin übrigens auch der Meinung das dies Leider nicht mehr mit OH zu tun hat. Es ist wohl eher PC und QM und das ist halt nicht jedermans Sache.

Eine Empfehlung noch für Interessiert an der PC und dem Themen Bereich:
Die Feynman Vorlesung III. Echte extra klasse und denke ich auch für Chemiker Interessant. (QM mal nicht von der Schrödigergleichung aus aufgebaut) Echt genial.

Und noch zwei Links zum Spielen mit Orbitalen.
http://falstad.com/qmmo/
http://www.shef.ac.uk/chemistry/orbitron/