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Bindungsarten in organischen Verbindungen

Energieniveau im angeregten Zustand

1. Hybridisierungs Art

Im angeregten Zustand ist ein Elektron aus dem s-Orbital in das p_z-Orbital angehoben worden, so dass schließlich das s- und alle drei p-Orbitale einfach besetzt sind. Gleichzeitig gleichen sich die Energieinhalte der 4 Orbitale einander an, so dass 4 energetisch gleiche Orbitale entstehen, die sich um den Kohlenstoffatomkern tetraedrisch anordnen

ein s-Orbital und drei p-Orbitale werden zu vier sp³-Hybrid-Orbitalen, dabei sinkt das Energieniveau etwas ab.

Voraussetzung für eine Bindung ist, dass Orbitale (x,y,z) nur mit einem Elektron besetzt sind.

Angeregter Zustand von Kohlenstoff:

Anordnung der Orbitale

Die Orbitale sind so angeordnet, dass sie den größten Abstand voneinander haben.
Es entstehen 4 Keulenförmige sp₃ - Hybridorbitale, diese sind im Winkel von 109° zueinander im Tetraeder angeordnet.
Die erste Hybridisierungsart geht immer von dem Energieniveau im angeregten Zustand aus!

Die Orbitale des Kohlenstoffs und des Wasserstoffs überlappen sich

C-H               s - sp3 - σ - Bindung 
                    /     \
          Wasserstoff   Kohlenstoff 
                        hybridisiert

Auch bei einer Kohlenstoff - Kohlenstoffverbindung überlappen sich die Orbitale

C-C      
          sp3 - sp3 - σ - Bindung

Zum Verständnis in einem Kohlenstoff-Atom sind vier von diesen Orbitalen vorhanden welche Bindungen eingehen können. Aber erst wenn diese Hybridisiert sind!
Der rote Fleck hier: ist immer der Mittelpunkt des Atoms, wo auch der Atomkern sein müsste. An diesem Punkt stoßen alle Orbitale eines Atoms zusammen.

Beispiele für diese Hybridisierungsart:

Methan:

    H
    |
H - C - H
    |
    H

Ethan:

    H   H
    |   |
H - C - C - H
    |   |
    H   H

Grundlegendes

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