التهجين الكيميائي لجزيء الإيثيلين CH2CH2

عند مساهمة كل ذرة كربون باثنين من الإلكترونات فإن الرابطة الناشئة تسمى رابطة تساهمية ثنائية أو رابطة مزدوجة (Double covalent bond) .

التوزيع الإلكتروني لذرة الكربون:
₆C : [He] 2s² 2p²

وفي هذه الحالة جزيء الإيثيلين (CH₂CH₂) نجد ان كل ذرة كربون محاطة بثلاث ذرات (وذلك لأن كل ذرة كربون ترتبط مع ذرة الكربون الأخرى برابطة مزدوجة وترتبط مع ذرتين هيدروجين) ، وبالتالي فهي بحاجة إلى ثلاثة أفلاك مهجنة متساوية الطاقة والشكل.

ولكي نصل الى هذه النتيجة فإن ذرة الكربون وقبل الاتحاد مع ذرات الهيدروجين يحدث لها عملية تهجين من خلال اندماج فلك واحد 2s مع فلكين فقط من أفلاك 2p الثلاثة لنحصل على ثلاثة أفلاك جديدة والتي تسمى أفلاك SP²- orbitals) sp²).

ونلاحظ من الشكل السابق بقاء فلك واحد من نوع p كما هو وفي نفس مستوى الطاقة الذي كان عليه قبل التهجين لأنه خارج نطاق عملية التهجين.

كما نلاحظ أن مستوى طاقة أفلاك sp² الجديدة أقل من مستوى طاقة الفلك 2p والذي لم يدخل في عملية التهجين، وبشكل عام فإن مستوى طاقة أفلاك sp² الجديدة أكبر من مستوى طاقة الفلك s وأقل من مستوى طاقة الفلك p ، وذلك لأن أفلاك sp² هجينة من الفلك s الذي هو أقرب الى النواة وذو طاقة أقل وكذلك من أفلاك p والتي لها طاقة أكبر فبالتالي تواجدت الأفلاك المهجنة الجديدة بين المستويين. أما شكل الأفلاك الهجينة الثلاثة فهي مثلث سطحي كما في الشكل التالي:

نلاحظ أن الأفلاك الهجينة sp² تترتب على شكل مثلث سطحي ، وتبلغ الزاوية بين كل مدارين 120° ، أما بالنسبة للفلك p المتبقي يكون بشكل رأسي ويتقاطع مع المثلث السطحي بزاوية مقدارها 90° .

وعند اقتراب ذرتي كربون هجينتين sp² تتكون نوعين من الروابط التساهمية بينهما وهما:

• رابطة تساهمية سيجما (σ) والتي تتكون من ارتباط فلكين sp² بطريقة رأس لرأس.
• رابطة تساهمية باي (π) والتي تتكون من ارتباط فلكين p بطريقة جانب لجانب.

وهكذا فإن الرابطة المزدوجة (الثنائية) الناشئة بين ذرتي الكربون تتكون من رابطتين (سيجما و باي) بينهما ويؤدي ذلك إلى تحول جزيء الألكين بشكل عام على هيئة مسطح (planar) .

خلاصة تهجين جزيء الإيثيلين CH₂-CH₂ :

• نوع التهجين الذي حدث لذرة الكربون: sp²
• عدد الأفلاك المهجنة في ذرة الكربون: 3
• الشكل الهندسي (البنائي) للجزيء: مثلث مسطح.
• قيمة الزاوية بين الأفلاك المهجنة: 120^⚬.
• نوع الأفلاك الداخلة في تكوين الرابطة بين الكربون والهيدروجين  sp²-s : C-H .
• نوع الأفلاك الداخلة في تكوين الرابطة بين الكربون والكربون  sp²-sp² : C-C .
• سبب التهجين أو الغرض من التهجين: شرح تهجين جزيء الإيثيلين

إنظر ايضاً: