Hibridación del Carbono

sp, sp2, sp3

Hibridación del Carbono• En química, se conoce como hibridación a la

interacción de orbitales atómicos dentro de un átomo para formar nuevos orbitales híbridos. Los orbitales atómicos híbridos son los que se superponen en la formación de los enlaces, dentro de la teoría del enlace de valencia, y justifican la geometría molecular.

• El químico Linus Pauling desarrolló por primera vez la teoría de la hibridación con el fin de explicar la estructura de las moléculas como el metano (CH4) en 1931.

La configuración electrónica desarrollada para el carbono es:

El primer paso en la hibridación, es la promoción de un electrón del orbital 2s al orbital 2p.

2da. capa

2s 2px 2py 2pz

2da. capa

2s 2px 2py 2pz

4 orbitales híbridos sp3 cada uno ocupado por un electrón

Estado electrónico fundamental de átomo de carbono

2sp3

Forma del orbital sp3

4 orbitales híbridos sp3

Estos orbítales son idénticos entresi, pero diferentes de los originalesya que tienen características de losorbítales “s” y “p” combinadas.

Estos son los electrones que secomparten. En este tipo dehibridación se forman cuatroenlaces sencillos.

Esta hibridación da lugar a cuatroorbitales híbridos que se dirigen desdeel centro de un tetraedro a sus vértices(geometría tetragonal), se combinan unorbital s y tres orbitales p, siendo elángulo entre sus ejes de 109º28’.

Este tipo de hibridación lopresentan las moléculas de agua,amoniaco y metano entre otras

En el metano los ángulos son los del tetraedro, sin embargo en elagua el ángulo es menor, esto es debido a la repulsión de los pares deelectrones que tiene el oxígeno sin compartir con los electrones deenlace. En el caso del amoniaco ocurre algo similar pero la repulsión esmenor, por lo que los ángulos son mayores.

METANO AGUA AMONIACO

109,3° 105° 107°

Hibridación del oxígeno en el H2O

Hibridación del nitrógeno en el NH3

El átomo de carbono forma un enlace doble y dos sencillos.

2da. capa

2s 2px 2py 2pz

Hibridación sp2

2da. capa2s 2px 2py 2pz

3 orbitales híbridos sp2 cada uno ocupado por un electrón y1 orbital p con un electrón

2sp2 2pz

Hibridación sp2 de un átomo de carbonoEstado

fundamental

Promoción

de electrón

Estado hibridizado

sp2-

orbitales sp2

Formación de orbitales híbridos sp2

Hibridación sp2 o trigonal:

Se produce al combinarse un orbital scon dos orbitales p del mismo átomo, dandolugar a tres orbitales híbridos que adquierenuna configuración plana triangular, losorbitales híbridos están dirigidos desde elcentro a los vértices de un triánguloequilátero, con ángulos entre sus ejes de120º.

Este tipo de hibridación lapresentan las moléculas del eteno, bencenoy en general todos los dobles enlaces en elcaso de los compuestos orgánicos.

Ejemplo: ETENO

Se forma un enlace sigma por solapamiento de dosorbitales sp2 y un enlace pi por solapamiento lateral dedos orbitales p.

C 1s2 2s2 2px 2py1 2pz

1, promociona unelectrón del orbital 2s al 2px, dando 1s2 2s1

2px1 2py

1 2pz1

H 1s1

Hibridación sp o diagonalEn este tipo de hibridación sólo se combina unorbital “p” con el orbital “s”. Con este tipo dehibridación el carbono puede formar un triple enlace

Se produce cuando entran enjuego, para la formación de unenlace covalente, un orbital de tipos y otro de tipo p, dando lugar a dosorbitales híbridos que se colocanlinealmente, siendo el ángulo entresus ejes de 180º.

Este tipo de hibridación lapresentan el hidruro de berilio,fluoruro de berilio y moléculasorgánicas con triple enlace como elacetileno, entre otros.

2da. capa

2s 2px 2py 2pz

Hibridación sp

2da. capa

2s

2 orbitales híbridos sp cada uno ocupado por un electrón y2 orbital p con un electrón cada uno

2px 2py 2pz2sp 2py 2pz

C 1s2 2s2 2px 2py1 2pz

1 promociona un electrón del orbital 2s al 2px, dando1s2 2s1 2px

1 2py1 2pz

1

H 1s1

Se hibrida el 2s y el 2px, formándose dos orbitales híbridos sp con unelectrón cada uno de ellos.

Se forman tres enlaces uno de tipo sigma y dos de tipo pi. Como loselectrones de los enlaces pi poseen , por la naturaleza del enlace, muchamovilidad, los enlaces pi se representan en muchas ocasiones en forma denube electrónica por encima y debajo del enlace pi

ETINO o ACETILENO