Hybridisierung  und Molekülbau des Methans

Abb. 1: Lewis-Formel des Methans

Bevor sich das Kohlenstoffatom mit den vier Wasserstoffatomen verbinden kann (Abb.1), muss es einen anderen Zustand einnehmen. Im Grundzustand kann das Kohlenstoffatom keine vier Bindungen aufbauen, weil es keine vier einfach besetzten Orbitale zur Verfügung hat.

Den passenden Zustand erreicht das Kohlenstoffatom durch die Vermischung (Hybridisierung) des 2s-Orbitals mit den drei 2p-Orbitalen (p_x, p_y, p_z) (Abb. 2).

 Abb. 2: Möglicher Verlauf der sp³-Hybridisierung

Gleichzeitig mit der Vermischung wird das zweite Elektron des ehemaligen 2s-Orbitals in das freie Orbital verschoben (Hundsche Regel: gleiche Orbitale werden zuerst einfach besetzt) (Abb. 3).

 Abb. 3: Energieschema der sp³-Hybridisierung

Da bei dieser Hybridisierung ein s-Orbital und drei p-Orbitale miteinander gemischt werden nennt man sie auch sp³-Hybridisierung (die Zahl der Orbitale wird als Hochzahl angegeben; eine 1 schreibt man nicht; gesprochen: es-pe-drei).
Durch diese Hybridisierung sind nun vier gleiche (gleiche Energie, gleiche Form, gleiche Größe) einfach besetzte Orbitale entstanden und das Kohlenstoffatom kann zu den vier Wasserstoffatomen je eine Einfachbindung ausbilden (Abb. 4).

Ihr Browser kann das Objekt leider nicht anzeigen! Um das Objekt darstellen zu können muss ein VRML-Plugin installiert sein. Das VRML Plugin <a href="http://www.bitmanagement.com/download/playerdownload.de.html#BS_Contact_VRML/X3D">BS Contact VRML/X3D</a> können sie unter folgendem Link herungerladen http://www.bitmanagement.com/download/playerdownload.de.html#BS_Contact_VRML/X3D"
Abb. 4: Kugel-Stäbchen-Modell des Methans

Zurück Weiter