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¿Qué determina los coeficientes en el wavefunction de un orbital híbrido?

Yo era el estudio de la hibridación de los átomos de carbono y se me vino a averiguar que el $sp$ de la hibridación de la función de onda está dada como $$|sp_{+}\rangle =\frac{1}{\sqrt{2}}\left(\psi_{2s}+\psi_{2p_x}\right)$$ $$|sp_{-}\rangle =\frac{1}{\sqrt{2}}\left(\psi_{2s}-\psi_{2p_x}\right)$$

Desde un simple punto de vista matemático, ¿por Qué no me los estados que se parecen a los de abajo? $$\frac{1}{\sqrt{2}}\left(-\psi_{2s}+\psi_{2p_x}\right)$$ $$\frac{1}{\sqrt{2}}\left(-\psi_{2s}-\psi_{2p_x}\right)$$

Incluso para el $sp^2$ hibridación, los estados son $$\frac{1}{\sqrt{3}}\psi_{2s}-\sqrt{\frac{2}{3}}\psi_{2p_y}$$ $$\frac{1}{\sqrt{3}}\psi_{2s}+\sqrt{\frac{2}{3}}\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\psi_{2p_x}+\frac{1}{2}\psi_{2p_y}\right)$$ $$-\frac{1}{\sqrt{3}}\psi_{2s}+\sqrt{\frac{2}{3}}\left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\psi_{2p_x}+\frac{1}{2}\psi_{2p_y}\right)$$ No sé cómo la construcción de los orbitales híbridos se hace matemáticamente...todo lo que sé es que en el caso de la $sp^2$ orbitales híbridos, la formulación debe ser $$\psi_{sp^2}=\alpha\psi_{2s}+\beta\psi_{2p_x}+\gamma\psi_{2p_y}$$ donde $\alpha^2+\beta^2+\gamma^2=1$. Pero, matemáticamente no debería ser infinito de soluciones a esta ecuación con esta restricción, ¿dónde esta extremadamente precisa de los valores de $\alpha$, $\beta$ e $\gamma$ surgir?

P. S. : yo no soy un estudiante de química, pero sólo un ingeniero.

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mbx Puntos 498

Para el $sp$ , el resto de los wavefunctions que figuran sería igualmente válida. Sin embargo, estos son sólo $sp_+$ e $sp_-$ con los signos invertidos. Desde que la plaza de wavefunctions para obtener la densidad de probabilidad, se trata de dar el mismo físicas observables.

Como para $sp^2$, la razón de la elección particular de la $\alpha,\beta,\text{ and }\gamma$ proviene precisamente del nombre de esta hibridación: queremos un orbital que es de 2 partes p orbital por cada 1 parte de s orbital. En otras palabras, queremos una mezcla de 1/3 de s y 2/3 p lo que ocurre exactamente con la normalización de los coeficientes indicados por usted. Esta es una segunda restricción. Ahora esto todavía va a conducir a un número infinito de soluciones diferentes, como podemos considerar la rotación de estos orbitales por cualquier cantidad en el plano xy, que iba a dar otra solución válida. Una de las cosas buenas acerca de la opción que aparece es que uno de los MOs está alineado con el eje de las y y las otras dos se reflejan en el eje, por lo que es fácil para considerar el efecto de eje de simetría de las operaciones en esta elección de los orbitales. Si se incluye esta tercera restricción de tener uno de los MOs alineado con el eje, se obtiene una única solución (además de la posible señal volteretas y que podríamos alinear el orbital a lo largo del eje x lugar) por $sp^2$.

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