Quimica Organica
* Nos interesa especialmente las formas de estos orbitales y sus arreglos entre sí, puesto que determinan el arreglo espacial de los átomos deuna molécula e incluso ayudan a determinar su comportamiento químico.
Orbital S Orbital P
Hibridación del carbono
* Al estudiar la química de los compuestos del CARBONO, centraremos nuestra atención en los orbitales esféricos 1s y 2s y en los tres orbitales 2p con forma de pesa (px, py, pz) (no olvidemos que los orbitales del tercer nivel son bastante más grande que los del segundonivel)
* El carbono tiene un número atómico 6 y número de masa 12; en su núcleo tiene 6 protones y 6 neutrones y está rodeado por 6 electrones, distribuidos de la siguiente manera:
* Dos en su primer nivel S Cuatro en el segundo nivel P
* Su configuración electrónica en su estado natural es:
* 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz (estado basal)
* Se ha observado que en los compuestosorgánicos el carbono es tetravalente, es decir, que puede formar 4 enlaces.
* Cuando este átomo recibe una excitación externa, uno de los electrones del orbital 2s se excita al orbital 2pz , y se obtiene un estado excitado del átomo de carbono:
* 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz¹ (estado excitado)
* En seguida, se hibrida el orbital 2s con los 3 orbitales 2p para formar 4 nuevos orbitaleshíbridos que se orientan en el espacio formando entre ellos ángulos de 109,5°. Esta nueva configuración del carbono hibridado se representa así:
* 1s² (2sp³)¹ (2sp³)¹ (2sp³)¹ (2sp³)¹
* A cada uno de estos nuevos orbitales se les denomina sp³, porque tienen un 25% de carácter s y 75% de carácter p. A esta nueva configuración se le denomina átomo de carbono híbrido, y alproceso de transformación se le llama hibridación.
* De esta manera, cada uno de los cuatro orbitales híbridos sp³ del carbono pueden enlazarse a otros 4 átomos, así se explica la tetravalencia del átomo de carbono.
SP3
Hibridación SP3
* Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces dobles y triples, denominados insaturaciones. En los enlaces dobles, la hibridaciónocurre entre el orbital 2s y dos orbitales p, y queda un orbital p sin hibridar. A esta nueva estructura se le representa como:
1s² (2sp²)¹ (2sp²)¹ (2sp²)¹ 2pz¹
A cada uno de estos nuevos orbitales se les denomina sp2
* Al formarse el enlace doble entre dos átomos, cada uno orienta sus tres orbitales híbridos con un ángulo de 120°, como si los dirigieran hacia los vértices de untriángulo equilátero. El orbital no hibridado queda perpendicular al plano de los 3 orbitales sp².
* A este doble enlace se le denomina π (pi), y la separación entre los carbonos se acorta. Este enlace es más débil que el enlace σ (sigma), y por tanto, más reactivo.
SP2
* El segundo tipo de insaturación es el enlace triple: el carbono hibrida su orbital 2s con un orbital p. Los dos orbitalesp restantes no se hibridan.
A cada uno de estos nuevos orbitales se les denomina sp
Y su configuración queda:
1s² 2sp¹ 2sp¹ 2py¹ 2pz¹
Al formarse el enlace entre dos carbonos, cada uno traslapa sus orbitales sp para formar un enlace sigma entre ellos; los dos orbitales p sin hibridar de cada átomo se traslapan formando los dos enlacesrestantes de la triple ligadura, y la final el último orbital sp queda con su electrón disponible para formar otro enlace.
* A los dos últimos enlaces que formaron la triple ligadura también se les denomina enlaces pi, y todo 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...
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