Ibridacion
Páginas: 5 (1199 palabras)
Publicado: 25 de noviembre de 2012
GUÍA DE ESTUDIO #1. HIBRIDACIÓN
ORBITALES ATÓMICOS
En química general suele estudiarse detenidamente el concepto de orbital, por tanto bastará con recordar que orbital es una región tridimensional alrededor del núcleo atómico donde existe mayor probabilidad de encontrar un electrón. El principio de incertidumbre de Heisenberg indica que la posición y el momento de un electrón no puedenconocerse simultáneamente. Esto significa que nunca podemos saber con total certeza donde se encuentra el electrón pero sí podemos describir su posible localización. El contorno orbitálico indica la existencia de mas de un 90% probabilidad de encontrar al electrón en el espacio definido por dicho contorno.
Según la mecánica cuántica, los electrones se colocan en regiones concéntricas al núcleo.Cada región, o nivel, contiene subregiones que son los orbitales atómicos. Cada orbital atómico tiene una energía característica que viene dada por la ecuación de Schrödinger. Así, la primera región contiene sólo al orbital s y consiste en una región esférica en cuyo centro se encuentra el núcleo (Fig. 1)
La segunda región contiene 1 orbital s (esférico) y 3 orbitales p, que son mutuamenteperpendiculares entre sí. En la figura 2 se indica la forma de cada uno de los orbitales 2p.
TEORÍA DE ORBITALES MOLECULARES (OM)
Según la teoría de orbitales moleculares (OM), los enlaces covalentes de las moléculas se forman por solapamiento de orbitales atómicos, de manera que los nuevos orbitales moleculares pertenecen a la molécula entera y no a un átomo sólo. Para comprender mejor esta teoríadescribiremos primero el enlace en una molécula de H2.
En esta molécula el orbital 1s de uno de los átomos de hidrógeno se solapa con el orbital 1s del otro hidrógeno formándose un orbital molecular. El enlace que se forma cuando dos orbitales s solapan se denomina enlace sigma () (Fig. 3). Los electrones en un enlace se encuentran simétricamente distribuidos alrededor de un eje internuclear.El enlace covalente de la molécula de flúor (F2) también se puede explicar mediante la teoría de Orbitales Moleculares. En este caso el OM enlazante resulta del solapamiento de dos orbitales atómicos 2p de cada uno de los átomos de flúor. Al igual que los orbitales s los orbitales p pueden solapar de dos formas distintas. Si los dos orbitales p se encuentran sobre el mismo eje, y están enfase, se solapan frontalmente y se forma un OM enlazante que genera un enlace tipo sigma.
El orbital tipo sigma también se forma por el solapamiento (cabeza-cabeza) de cualquiera de los siguientes orbitales híbridos o sin hibridar: s, p, sp, sp2 y sp3.
Además del solapamiento frontal, los orbitales atómicos p también pueden solapar lateralmente. Cuando esto ocurre se forman orbitales molecularesde tipo pi () (Fig 4).
Figura 4
El orbital tipo no es simétrico con respecto al eje internuclear pero si respecto a un plano. El enlace es más débil que el enlace .
EL CONCEPTO DE HIBRIDACIÓN
El análisis real de los ángulos de enlace en moléculas como el H2O, NH3 y otras comenzó a preocupar para lograr dar una explicación adecuada al enlace.
De acuerdo a las estructuraselectrónicas de los siguientes elementos Berilio, Boro y Carbono
Be 1s2 2s2
B 1s2 2s2 2p1
C 1s2 2s2 2p2
Se debía esperar que el Berilio debía ser inerte, el Boro monovalente y el Carbono divalente. Se sabe perfectamente que esto no es cierto, y que resulta imposible explicar las valencias de los mismos considerando tan solo el numero de electrones no apareados, por lo cualse pensó que en ciertas condiciones los electrones apareados de algunos orbitales pueden pasar a estados excitados, desapareándose y pudiendo formar enlaces covalentes normales
Estado basal Estado excitado
Be Z=4 1s2 2s2 1s2 2s1 2p1
B Z=5 1s2 2s2 2p1 1s2 2s1 2p1 2p1
C...
ORBITALES ATÓMICOS
En química general suele estudiarse detenidamente el concepto de orbital, por tanto bastará con recordar que orbital es una región tridimensional alrededor del núcleo atómico donde existe mayor probabilidad de encontrar un electrón. El principio de incertidumbre de Heisenberg indica que la posición y el momento de un electrón no puedenconocerse simultáneamente. Esto significa que nunca podemos saber con total certeza donde se encuentra el electrón pero sí podemos describir su posible localización. El contorno orbitálico indica la existencia de mas de un 90% probabilidad de encontrar al electrón en el espacio definido por dicho contorno.
Según la mecánica cuántica, los electrones se colocan en regiones concéntricas al núcleo.Cada región, o nivel, contiene subregiones que son los orbitales atómicos. Cada orbital atómico tiene una energía característica que viene dada por la ecuación de Schrödinger. Así, la primera región contiene sólo al orbital s y consiste en una región esférica en cuyo centro se encuentra el núcleo (Fig. 1)
La segunda región contiene 1 orbital s (esférico) y 3 orbitales p, que son mutuamenteperpendiculares entre sí. En la figura 2 se indica la forma de cada uno de los orbitales 2p.
TEORÍA DE ORBITALES MOLECULARES (OM)
Según la teoría de orbitales moleculares (OM), los enlaces covalentes de las moléculas se forman por solapamiento de orbitales atómicos, de manera que los nuevos orbitales moleculares pertenecen a la molécula entera y no a un átomo sólo. Para comprender mejor esta teoríadescribiremos primero el enlace en una molécula de H2.
En esta molécula el orbital 1s de uno de los átomos de hidrógeno se solapa con el orbital 1s del otro hidrógeno formándose un orbital molecular. El enlace que se forma cuando dos orbitales s solapan se denomina enlace sigma () (Fig. 3). Los electrones en un enlace se encuentran simétricamente distribuidos alrededor de un eje internuclear.El enlace covalente de la molécula de flúor (F2) también se puede explicar mediante la teoría de Orbitales Moleculares. En este caso el OM enlazante resulta del solapamiento de dos orbitales atómicos 2p de cada uno de los átomos de flúor. Al igual que los orbitales s los orbitales p pueden solapar de dos formas distintas. Si los dos orbitales p se encuentran sobre el mismo eje, y están enfase, se solapan frontalmente y se forma un OM enlazante que genera un enlace tipo sigma.
El orbital tipo sigma también se forma por el solapamiento (cabeza-cabeza) de cualquiera de los siguientes orbitales híbridos o sin hibridar: s, p, sp, sp2 y sp3.
Además del solapamiento frontal, los orbitales atómicos p también pueden solapar lateralmente. Cuando esto ocurre se forman orbitales molecularesde tipo pi () (Fig 4).
Figura 4
El orbital tipo no es simétrico con respecto al eje internuclear pero si respecto a un plano. El enlace es más débil que el enlace .
EL CONCEPTO DE HIBRIDACIÓN
El análisis real de los ángulos de enlace en moléculas como el H2O, NH3 y otras comenzó a preocupar para lograr dar una explicación adecuada al enlace.
De acuerdo a las estructuraselectrónicas de los siguientes elementos Berilio, Boro y Carbono
Be 1s2 2s2
B 1s2 2s2 2p1
C 1s2 2s2 2p2
Se debía esperar que el Berilio debía ser inerte, el Boro monovalente y el Carbono divalente. Se sabe perfectamente que esto no es cierto, y que resulta imposible explicar las valencias de los mismos considerando tan solo el numero de electrones no apareados, por lo cualse pensó que en ciertas condiciones los electrones apareados de algunos orbitales pueden pasar a estados excitados, desapareándose y pudiendo formar enlaces covalentes normales
Estado basal Estado excitado
Be Z=4 1s2 2s2 1s2 2s1 2p1
B Z=5 1s2 2s2 2p1 1s2 2s1 2p1 2p1
C...
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