Hybridisierung und Molekülbau des Ethens

Fall 2: Ein Kohlenstoffatom verbindet sich mit zwei Wasserstoffatomen und einem weiteren Kohlenstoffatom.

Auch hier muss der Kohlenstoff wieder die Edelgaskonfiguration erlangen. Den passenden Zustand erreicht er auch hier durch Hybridisierung. Aber anders als bei der sp³-Hybridisierung werden hier nur das 2s-Orbital und zwei 2p-Orbitale (z.B. p_x, p_z) miteinander vermischt (hybridisiert) (Abb. 1); eines der p-Orbitale bleibt unverändert.

 Abb. 1: Denkbarer Verlauf der sp²-Hybridisierung (1s-Orbital ist nicht dargestellt)

Da bei dieser Hybridisierung nur zwei 2p-Orbitale und das 2s-Orbital miteinander kombiniert werden, nennt man sie sp²-Hybridisierung. Auch bei der sp²-Hybridisierung werden alle Orbitale wieder einfach besetzt (Hundsche Regel).

 
Abb. 2: Energieschema der sp²-Hybridisierung

Abb. 3 zeigt ein 3D-Modell des durch die Hybridisierung entstandenen sp²-Kohlenstoffatoms.

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Abb. 3: Modell des sp²-hybridisierten Kohlenstoffatoms (sp²-Hybridorbitale = gelb, nicht hybridisiertes p-Orbital = rot)

Abb. 4 zeigt das Ethenmolekül, welches aus zwei sp²-hybridisierten Kohlenstoffatomen und vier Wasserstoffatomen besteht:

 
Abb. 4: Modell der Doppelbindung in Ethenmolekül.

Die nicht hybridisierten p-Orbitale sind rot dargestellt. Sie bilden die so genannte -Bindung. Eine Doppelbindung besteht demnach aus einer -Bindung (gelb) und einer -Bindung (rot).
Im Normalfall werden die -Bindung und die -Bindung nicht wie in Abb. 4 sondern wie in Abb. 5 dargestellt.

Abb. 5:Kugel-Stäbchen-Modell des Ethens.

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