تفاوت اصلی بین sp sp2 و sp3 این است که اوربیتال های هیبریدی sp دارای 50% ویژگی مداری و اوربیتال های هیبریدی sp2 دارای 33% مشخصات مداری هستند در حالی که اوربیتال های هیبریدی sp3 دارای 25% مشخصات مداری هستند.
اصطلاحات sp، sp2 و sp3 به هیبریداسیون های مختلف اوربیتال ها اشاره دارد که منجر به تشکیل اوربیتال های هیبریدی می شود. اوربیتال ها نواحی فرضی در اطراف هسته یک اتم هستند که حاوی الکترون های آن اتم هستند. این اوربیتال ها می توانند تحت هیبریداسیون قرار گیرند تا اوربیتال های هیبریدی جدیدی تشکیل دهند که می توانند پیوندهای شیمیایی کووالانسی تشکیل دهند. انواع مختلفی از هیبریداسیون با توجه به اوربیتال های اتمی که در فرآیند هیبریداسیون شرکت می کنند وجود دارد. Sp، sp2 و sp3 برخی از هیبریداسیون‌های رایج هستند که در اوربیتالهای s و p یک اتم دخالت دارند.
sp چیست؟
هیبریداسیون Sp ساده ترین شکل هیبریداسیون است که در آن یک اوربیتال s با یک اوربیتال p همپوشانی دارد و دو اوربیتال جدید sp را تشکیل می دهد. یک پوسته الکترونی شامل سه اوربیتال p است. در این هیبریداسیون، یکی از این سه اوربیتال p با یک اوربیتال s از همان اتم مخلوط می شود. بنابراین، دو اوربیتال p غیر هیبرید شده در این اتم ها باقی مانده است.
شکل 01: آرایش فضایی اوربیتالهای هیبریدی sp
نسبت اختلاط دو اوربیتال اتمی 1:1 (s:p) است. از این رو اوربیتال هیبریدی جدید دارای 50 درصد ویژگی های مداری s و 50 درصد از ویژگی های مداری p است. این اختلاط اوربیتال های اتمی s و p دو اوربیتال هیبریدی جدید را تشکیل می دهد.این دو اوربیتال در یک آرایش فضایی خطی قرار می گیرند. هدایت هر اوربیتال اتمی به جهت مخالف. این آرایش منجر به کمترین کرنش بین دو اوربیتال می شود. بنابراین، زاویه پیوند 180◦ خواهد بود.
sp2 چیست؟
هیبریداسیون Sp2 شکلی از هیبریداسیون مداری است که در آن یک اوربیتال با دو اوربیتال p همپوشانی دارد و سه اوربیتال هیبریدی جدید را تشکیل می دهد. از آنجایی که سه اوربیتال اتمی p در یک اتم وجود دارد، این هیبریداسیون یک اوربیتال p غیر هیبرید نشده باقی می گذارد. برخلاف هیبریداسیون sp، در این شکل هیبریداسیون، مشخصه s هر اوربیتال هیبریدی sp2 33% وجود دارد در حالی که مشخصه مداری p 66% است.
شکل 02: آرایش فضایی اوربیتالهای sp2
با این حال، اینها فقط مقادیر تقریبی هستند زیرا نسبت بین سه اوربیتال اتمی در این هیبریداسیون دخیل است s:p=1:2.
سپس مشخصه s برابر است با 100/3=33.33%
و مشخصه p برابر است (100/3) x 2=66.66%
این سه اوربیتال هیبریدی جدید آرایش فضایی مسطح مثلثی را به منظور به حداقل رساندن کرنش بین اوربیتال ها دریافت می کنند. همچنین زاویه پیوند بین این اوربیتال ها 120◦ است.
sp3 چیست؟
هیبریداسیون Sp3 شکلی از هیبریداسیون مداری است که در آن یک اوربیتال با سه اوربیتال p همپوشانی دارد. بنابراین، هیچ اوربیتال p ترکیب نشده ای وجود ندارد زیرا همه اوربیتال های p در فرآیند هیبریداسیون دخالت دارند.
شکل 03: آرایش فضایی اوربیتال های هیبریدی sp3
بنابراین، این منجر به 4 اوربیتال هیبریدی جدید می شود. از آنجایی که نسبت بین اوربیتال های s و p 1:3 است، مشخصه s هر اوربیتال هیبریدی 25٪ است در حالی که مشخصه اوربیتال p 75٪ است. این اوربیتالهای هیبریدی جدید در آرایش چهار وجهی با زاویه پیوند 109.5◦ قرار می‌گیرند.
تفاوت بین sp sp2 و sp3 چیست؟
هیبریداسیون Sp ساده ترین شکل هیبریداسیون است که در آن یک اوربیتال s با یک اوربیتال p همپوشانی پیدا می کند تا دو اوربیتال جدید sp را تشکیل دهد و هیبریداسیون Sp2 شکلی از هیبریداسیون مداری است که در آن اوربیتال یک s با دو اوربیتال p همپوشانی دارد. سه اوربیتال هیبریدی جدید را تشکیل می دهند در حالی که هیبریداسیون Sp3 شکلی از هیبریداسیون مداری است که در آن اوربیتال یک s با سه اوربیتال p همپوشانی دارد. این تفاوت اساسی بین اوربیتال های هیبریدی sp sp2 و sp3 است. علاوه بر این، هر یک از اوربیتالهای هیبریدی جدید که در این سه شکل هیبریداسیون تشکیل می‌شوند، ویژگی‌های مداری s متفاوتی دارند، زیرا اوربیتالهای s با تعداد متفاوتی از اوربیتالهای p ترکیب می‌شوند. بنابراین آنها ویژگی های مداری p متفاوتی نیز دارند.
با این حال، ما می توانیم بر تفاوت عمده بین هیبریداسیون sp sp2 و sp3 با توجه به ویژگی s این اوربیتال های هیبریدی تاکید کنیم. اوربیتال های هیبریدی sp دارای 50 درصد ویژگی مداری و اوربیتال های هیبریدی sp2 دارای 33 درصد ویژگی های مداری هستند در حالی که اوربیتال های هیبریدی sp3 دارای 25 درصد ویژگی های مداری هستند.علاوه بر این، هر هیبریداسیون تعداد متفاوتی از اوربیتال های هیبرید نشده باقی می گذارد. به عنوان مثال، هیبریداسیون sp فقط شامل 1 p اوربیتال اتمی است. بنابراین، دو اوربیتال اتمی p غیر هیبرید شده باقی می‌گذارد.
اینفوگرافیک زیر مقایسه مفصلی در کنار هم در مورد تفاوت بین هیبریداسیون sp sp2 و sp3 را نشان می دهد.
خلاصه - sp sp2 در مقابل sp3
هیبریداسیون فرآیندی است که در آن اوربیتال های اتمی با یکدیگر مخلوط می شوند تا اوربیتال های هیبریدی جدیدی تشکیل دهند که می توانند تحت پیوند شیمیایی کووالانسی قرار گیرند. ساده ترین شکل های هیبریداسیون مداری اتمی هیبریداسیون sp، sp2 و sp3 هستند. تفاوت اصلی بین sp sp2 و sp3 در این است که اوربیتالهای هیبریدی sp دارای 50% ویژگی‌های مداری و اوربیتالهای هیبریدی sp2 دارای 33% ویژگی‌های مداری هستند در حالی که اوربیتالهای ترکیبی sp3 دارای ویژگی‌های مداری 25% هستند.
