Beste antwoord
De antwoorden die tot nu toe zijn gegeven zijn niet onjuist, maar ze verklaren niet volledig waarom etheen (C2H4 ) is vlak. Zoals correct is gesteld, zijn beide koolstofatomen in etheen sp2-gehybridiseerd. Dat betekent dat de moleculaire geometrie rond elk koolstofatoom trigonaal vlak is. Maar waarom bevinden deze twee vliegtuigen zich in hetzelfde vliegtuig? Met andere woorden, waarom staan de vlakken niet loodrecht op elkaar, zoals hier?
Deze opstelling zou de afstand maximaliseren en minimaliseer de afstoting tussen de elektronen in de koolstof-waterstofbruggen. Dus waarom gebeurt het niet?
Het antwoord heeft te maken met de dubbele binding tussen de koolstofatomen. Wanneer een atoom sp2-gehybridiseerd is, zoals de koolstofatomen in etheen, betekent dit dat één p-orbitaal niet gehybridiseerd blijft op elke koolstof. Elke koolstof-waterstofbinding is een sigma-binding, een binding die wordt gevormd door end-to-end overlapping van orbitalen (in dit geval een s-orbitaal van de waterstof en een sp2-hybride orbitaal van de koolstof). De eerste binding in de koolstof-koolstof dubbele binding is ook een sigma-binding, gevormd door de end-to-end overlap van twee sp2 hybride orbitalen, een van elke koolstof.
De tweede binding in de koolstof- koolstof dubbele binding is een pi-binding, een binding die wordt gevormd door zij-aan-zij overlapping van orbitalen. In dit geval is de zij-aan-zij-overlap tussen de niet-gehybridiseerde p-orbitaal op de ene koolstof en de niet-gehybridiseerde p-orbitaal op de andere koolstof.
Elke p-orbitaal heeft twee lobben. Als het etheenmolecuul in het vlak van het scherm ligt, dan heeft de p-orbitaal op elke koolstof een lob die voor het scherm uitsteekt, loodrecht daarop, en een tweede lob die achter het scherm uitsteekt, ook loodrecht daarop. De overlapping van deze p-orbitalen van links naar rechts betekent dat de pi-binding zowel voor als achter het scherm een elektronendichtheid heeft. In tegenstelling tot een enkele binding kan een dubbele binding niet roteren; de pi-binding vergrendelt de twee koolstofatomen op hun plaats.
Dit is de reden waarom het hele etheenmolecuul vlak is.
Antwoord
C2H4
Als je structuur tekent volgens VBT, zul je zien dat beide koolstof sp2 gehybridiseerd zijn, zodat eerst koolstof- en 2 H-atomen een driehoekige geometrie vormen.
En een andere koolstof heeft een dubbele binding met eerst koolstof zo lineair en 2 H ermee verbonden zijn ook in het vlak.
Vandaar dat C2H4 vlak is.
C2H6
C2H6 is sp3 gehybridiseerd, dus vorm tetraëdrische geometrie die alle waterstof H uit vlak dus niet vlak.