hibridacion del atomo de carbono

Tema: Química Orgánica - Hibridación del átomo de carbono
Título: Modelos Moleculares
1. OBJETIVOS
• Adquirir una visión espacial de las moléculas orgánicas.
• Construir moléculas orgánicas identificando el tipo de hibridación.
• Comprender que pequeños cambios químicos en enlaces o átomos pueden originar grandes cambios estructurales y de funcionalidad.

2. MATERIALES
Bolas deunicel del mismo tamaños, limpiapipas de diferentes colores, palillos de brocheta transportador, regla, tijeras. Globos de los alargados.

Nota: Básicamente se trabajará con carbonos e hidrógenos.
3. TEORÍA
En los modelos utilizados los átomos se representan por centros (bolitas u anillos) con prolongaciones hechas con palillos para asociar los enlaces con el ángulo correcto. Y para ello esnecesario tener en cuenta la teoría de la hibridación de orbitales que nos permite explicar las moléculas orgánicas.
La hibridación consiste en una mezcla de orbitales puros en un estado excitado para formar orbitales híbridos equivalentes con orientaciones determinadas en el espacio.
Características
El carbono tiene un numero atómico 6 y nº de masa 12; en su núcleo tiene 6 prot. y 6 neutr.y está rodeado por 6 elec., distribuidos:
• 2 en el nivel 1s
• 2 en el nivel 2s
• 2 en el nivel 2p
[editar] Estado basal y estado excitado
Su configuración electrónica en su estado natural es:
• 1s² 2s² 2p² (estado basal).
Se ha observado que en los compuestos orgánicos el carbono es tetravalente, es decir, que puede formar 4 enlaces.
Cuando este átomo recibe una excitación externa, uno delos electrones del orbital 2s se excita al orbital 2pz , y se obtiene un estado excitado del átomo de carbono:
• 1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹ (estado excitado).
[editar] Hibridación sp³ (enlace simple C-C)


Cuatro orbitales sp³.
En seguida, se hibrida el orbital 2s con los 3 orbitales 2p para formar 4 nuevos orbitales híbridos que se orientan en el espacio formando entre ellos, ángulos deseparación 109.5°. Esta nueva configuración del carbono hibridado se representa así:
A cada uno de estos nuevos orbitales se los denomina sp³, porque tienen un 25% de carácter S y 75% de carácter P. Esta nueva configuración se llama átomo de carbono híbrido, y al proceso de transformación se llama hibridación.
De esta manera, cada uno de los cuatro orbitales híbridos sp³ del carbono puede enlazarsea otro átomo, es decir que el carbono podrá enlazarse a otros 4 átomos, así se explica la tetravalencia del átomo de carbono.
Debido a su condición híbrida, y por disponer de 4 electrones de valencia para formar enlaces covalentes sencillos, pueden formar entre sí cadenas con una variedad ilimitada entre ellas: cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc. A los enlaces sencillos –C-C- se losconoce como enlaces sigma.
[editar] Hibridación sp² (enlace doble C=C)


Configuración de los orbitales sp².
Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces llamado insaturaciones:
- Dobles: en donde la hibridación ocurre entre el orbital 2s y dos orbitales 2p quedando un orbital p sin hibridar, se produciran 3 orbitales sp² A esta nueva estructura se la representa como:
1s²(2sp²)¹ (2sp²)¹ (2sp²)¹ 2p¹
Al formarse el enlace doble entre dos átomos, cada uno orienta sus tres orbitales híbridos en un ángulo de 120°, como si los dirigieran hacia los vértices de un triángulo equilátero. El orbital no hibridado p queda perpendicular al plano de los 3 orbitales sp².
- Triples: A estos dos últimos enlaces que formaron la triple ligadura también se les denomina enlaces pi(π), ytodo este conjunto queda con ángulos de 180° entre el triple enlace y el orbital sp de cada átomo de carbono, es decir, adquiere una estructura lineal.
La distancia entre estos átomos se acorta más, por lo que es incluso más reactivo que el doble enlace
Procedimientos:
Para crear el orbital sp
el orbital s lo hacemos ; enflamos el globo , lo amarramos , lo doblamos en la mitad y los extremos...