نوع التهجين في مركب فلوريد الهيدروجين HF

مقدمة تعريفية عن المركب:
فلوريد الهيدروجين Hydrogen fluoride هو مركب كيميائي ذو الصيغة (HF) ، يعتبر المصدر الصناعي الأساسي للفلور ، ويكون غالبا بشكل حمض الهيدروفلوريك ، فهو بذلك يعتبر الطليعة والانطلاقة للعديد من المركبات المهمة مثل المركبات الصيدلانية والمبلمرات (مثل التيفلون).
يستخدم فلوريد الهيدروجين بشكل واسع في صناعات البتروكيمياويات وكمكون للعديد من الحموض الفائقة.
يغلي فلوريد الهيدروجين في درجة حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة في حين تتكاثف هاليدات الهيدروجين ‏الأخرى عند درجات حرارة أقل بكثير.
فلوريد الهيدروجين - خلافا لهاليدات الهيدروجين الأخرى - أخف من الهواء ، كما ان له قدرة خاصة على الاختراق مما يجعله مؤذي للرئتين.
المحاليل المائية لفلوريد الهيدروجين تسمى حمض الهيدروفلوريك ، وهي مادة أكالة قوية.

التوزيع الالكتروني لذرة الفلور:

1s2 2s2 2p5

تهجين فلوريد الهيدروجين:

تخضع الذرة المركزية للفلور (F) لتهجين sp3 والذي تختلط فيه مدار- s و مدار- p معًا لتشكل أربعة مدارات مختلطة (مدار واحد s و ثلاثة مدارات p).

مدار واحد s وهو (2s) ، وثلاثة مدارات من p هي (2px و2py و2pz).

في النظرية المدارية الجزيئية ، فقط مدار (2pz) من الفلور يرتبط مع مدار( 1s) من الهيدروجين ليتم تشكيل رابطة سيجما.

يكون المدار (2s) للفلور عميقًا جدًا في الطاقة (غير متحلل) بحيث لا يرتبط مع المدار (1s) لذرة الهيدروجين ، وبالتالي فإن المدار (2s) للفلور يكون غير مرتبط.

ترتبط ذرة الهيدروجين الوحيدة في (HF) مع ذرة الفلور من خلال تكوين رابطة تساهمية (سيجما) التي تشغل أحد المدارات المهجنة (2pz) ، وتحتوي المدارات الثلاثة المتبقية (2px و2py بالاضافة الى 2s) تحتوي هذة المدارات على ثلاثة أزواج من الإلكترونات ، وبالتالي يكون الشكل الهندسي الجزيئي المفترض لمركب فلوريد الهيدروجين هو (رباعي السطوح tetrahedral).

وهنا تجدر الإشارة إلى أن هيكل HF ليس رباعي السطوح "مثالي" كجزيء الميثان (CH4) وانما يظهر مقاربا للشكل الهندسي الجزيئي (خطي Linear) لإرتباط إلكترون الهيدروجين مع الالكترون الوحيد في 2pz للفلور والذي له شكل فراغي افقي كما يبين الشكل التالي.

وينشأ هذا الانحراف في الشكل الهندسي الجزيئي بسبب العوامل التالية:

- الترابط غير المتجانس: وجود رابطة سيجما واحدة وثلاثة ازواج من الإلكترونات المعزولة.

- التنافر بين أزواج الإلكترونات المعزولة.

- السالبية الكهربية العالية لذرة الفلور تعمل على تشويه السحابة الإلكترونية تجاه نفسها.

الخلاصة:
- يحدث تداخل بين 1s من H مع المدار المختلط sp من الفلور.
- بالنسبة للمدارات الجزيئية الاخرى للفلور 2pX و2py يتعذر عليهم ان يصطفوا بشكل صحيح للتفاعل مع 1s من الهيدروجين وذلك لأن لديهم تداخل تماثلي صفري.