Тип гибридизации атома углерода в молекуле ацетилена:
A) sp³
B) sp²
C) sp
D) sp³d
E) sp³d²
В молекуле ацетилена углерод образует линейную структуру, а для этого требуется гибридизация sp, при которой происходит смешение одного s- и одного p-орбитала, в результате чего получается два эквивалентных гибридных орбитала, направленных друг от друга под углом 180°. Теперь разберём предложенные варианты:
A) sp³ – Эта гибридизация предполагает смешение одного s- и трех p-орбиталей, что характерно для тетраэдрической структуры с углами 109,5°. Не подходит для линейной структуры ацетилена.
B) sp² – При sp² гибридизации участвуют один s- и два p-орбитали, что даёт три гибридных орбитали в плоской треугольной конфигурации ( угол ≈120°). Это встречается, например, в молекулах этилена, но не подходит для ацетилена.
C) sp – Правильный ответ. sp гибридизация образует два линейно расположенных гибридных орбитала. Именно такая гибридизация характерна для атомов углерода в ацетилене.
D) sp³d – Гибридизация sp³d предполагает пять орбиталей и характерна для молекул с трапециевидной или сверхоктаэдрической структурой, что совершенно не применимо к ацетилену.
E) sp³d² – Здесь смешиваются один s-, три p- и два d-орбитали, так что получается шесть гибридных орбиталей для октаэдрической структуры. Также не соответствует геометрии ацетилена.
Таким образом, атом углерода в молекуле ацетилена имеет sp-гибридизацию.