Hibridacin sp3

MECANICA CUANTICA

Es el estudio de las expresiones matemticas, para describir el movimiento de un electrn en funcin de su energa (Ecuacin de onda).Ecuacin de onda es la funcin de onda, que puede tener muchas soluciones y que corresponde a un nivel de energa diferente para el electrn. Es el que nos revela la probabilidad de encontrar el electrn en cualquier lugar en particular.

ORBITAL ATOMICO.- un lugar del espacio entorno al ncleo, en el cual existe una alta probabilidad de encontrar un electrn.

Tipos de orbitales atmicos: S, P, D y F

ORBITALES MOLECULARES

Los orbitales moleculares estn formados por la combinacin de orbitales atmicos. Dependiendo de la combinacin de estos si es con signos iguales o diferentes tendremos los OM enlazaste con signos iguales y anti enlazaste con signos diferentes.CONFIGURACION ELECTRONICAPara distinguir los electrones en los orbitales, se utiliza por lo general 3 principios:

Principio de Constitucin (Aufbau)

Principio de Exclusin de Pauli

Principio de Mxima Multiplicidad de Hund CONFIGURACION ELECTRONICAHibridacin sp3

El tomo de carbono tiene seis electrones: dos se ubican en el orbital 1s (1s), dos en el 2s (2s) y los restantes dos en el orbital 2p (2p). Debido a su orientacin en el plano tridimensional el orbital 2p tiene capacidad para ubicar 6 electrones: 2 en el eje de las x, dos en el eje de las y y dos electrones en el eje de las z. Los dos ltimos electrones del carbono se ubicaran uno en el 2px, el otro en el 2py y el orbital 2pz permanece vaco (2px 2py). El esquema de lo anterior es (cada flecha un electrn):

Para satisfacer su estado energtico inestable, un tomo de valencia como el del carbono, con orbitales parcialmente llenos (2px y 2py necesitaran tener dos electrones) tiende a formar enlaces con otros tomos que tengan electrones disponibles. Para ello, no basta simplemente colocar un electrn en cada orbital necesitado. En la naturaleza, ste tipo de tomos redistribuyen sus electrones formando orbitales hbridos. En el caso del carbono, uno de los electrones del orbital 2s es excitado y se ubica en el orbital 2pz. As, los cuatro ltimos orbitales tienen un electrn cada uno:

El estmulo para excitar al electrn del 2s 2pz es aportado por el primer electrn en formar enlace con un tomo con este tipo de valencia. Por ejemplo, el hidrgeno en el caso del metano. Esto a su vez incrementa la necesidad de llenado de los restantes orbitales. Estos nuevos orbitales hbridos dejan de ser llamados 2s y 2p y son ahora llamados (sp3: un poco de ambos orbitales):

De los cuatro orbitales as formados, uno (25%) es proveniente del orbital s (el 2s) del carbono y tres (75%) provenientes de los orbitales p (2p). Sin embargo todos se sobreponen al aportar la hibridacin producto del enlace. Tridimensionalmente, la distancia entre un hidrgeno y el otro en el metano son equivalentes e iguales a un ngulo de 109.

Hibridacin sp2

Estos mismos tomos que forman hibridaciones sp2 pueden formar compuestos con enlaces dobles. Forman un ngulo de 120 y su molcula es de forma plana. A los enlaces simples se les conoce como enlaces sigma () y a los enlaces dobles como enlaces pi ().Las reglas de ubicacin de los electrones en estos casos, como el alqueno etileno obligan a una hibridacin distinta llamada sp2, en la cual un electrn del orbital 2s se mezcla solo con dos de los orbitales 2p:.

Tridimensionalmente, la distancia entre un hidrgeno y otro en el metano son equivalentes e iguales a un ngulo de 120.

Hibridacin sp

Este es el tipo de enlace hbrido, con un ngulo de 180 y que se encuentra existente en compuestos con triples enlaces como los alquinos (por ejemplo el acetileno):

se caracteriza por la presencia de 2 orbitales pi()

HIBRIDACION DE LOS ORBITALESTEORIA DE LA HIBRIDACION En el momento de combinarse los tomos alcanza un estado de excitacin como consecuencia de la energa que ganan. En tal estado algunos electrones saltan de un orbital inferior a uno superior. (Teora de Pauling).

La hibridacin es el termino que se utiliza para explicar la mezcla de orbitales atmicos en un tomo (por lo general el tomo central) para generar un conjunto de orbitales hbridos

No todos los orbitales de un mismo tomo pueden hibridarse. Para que la hibridacin tenga lugar es necesario que bien se trate de: Orbitales atmicos que vayan a formar a formar enlaces . Orbitales atmicos con parejas de e sin compartir.Por el contrario, no se hibridan:

Los orbitales atmicos que van a formar el segundo o tercer enlace ((). Los orbitales atmicos vacos.El tomo puede encontrarse en dos estados llamados: estado basal y estado de hibridacin. ESTADO BASAL.- Es cuando el tomo se encuentra aislado de toda excitacin magntica es decir sin el efecto de algn tipo de atraccin y es cuando sus orbitales (de la ltima capa) se encuentran puros sin ninguna alteracin.

ESTADO DE HIBRIDACIN.- Es cuando el tomo recibe una excitacin magntica externa debido a la aproximacin de otro tomo con el que pudiera lograr un reacomodo de sus orbitales puros, transformndose de esta manera en igual nmero de orbitales hbridos pero distintos en forma y tamao, qu se acomodan equidistantemente entre s en el espacio tridimensional. A estos nuevos orbitales formados a partir de orbitales puros fusionados se les llama orbitales hbridos.

En general, a partir de orbitales puros heterogneos (s, p, d...) se pueden obtener orbitales hbridos homogneos (ej: sp3, etc.).

Formacin representacin y caractersticas de los orbitales: sp3, sp2, sp, dsp3, dsp2, sd3, d2sp3. Mezcla de un grupo de orbitales atmicos (O. A.) que originan un nuevo grupo de orbitales con la misma capacidad electrnica y con propiedades y energas intermedias entre las de los orbitales originales Al revisar la sobre posicin de orbitales puros se observa que no es posible explicar algunas propiedades de los compuestos con enlace covalente como son: La geometra de las molculas y los ngulos de enlace, es por esto que surgi una nueva explicacin mediante la hibridacin de orbitales.

Caractersticas para que se lleve a cabo la hibridacin es necesario tomar en cuenta los siguientes pasos:1.- Se hibridan orbitales no electrones.

2.- Se hibridan orbitales de un mismo tomo.

3.- La disposicin de los orbitales hbridos en el espacio es de tal forma en que la repulsin sea mnima.

4.- El nmero de orbitales hbridos (O.H.) es igual a la suma de orbitales atmicos puros que intervienen.

5.- Se hbridan orbitales de energas parecidas.

Puede haber diferentes combinaciones de O.A. veremos las ms frecuentes. Esa simbologa nos indica el nmero de O.A. puros que se estn combinando y el tipo de cada uno de ellos.

sp significa que se combina un orbital s con un p

sp2 significa que se combina un orbital s con dos p

sp3 significa que se combina un orbital s con tres p

dsp3 significa que se combina un orbital s tres p y un d

d2sp3 significa que se combina un orbital s tres p y dos d

HIBRIDACION PLANAR spConsideremos la molcula BeCl2Diagrama del Be (z=4)

HIBRIDACION TRIGONAL sp2Consideremos la molcula BF3Diagrama del B(z=5)

HIBRIDACION TETRAGONAL sp3Consideremos la molcula CH4Diagrama del C(z=6)

REPRESENTACIN DE LA HIBRIDACIN

REFERENCIAS

http://fresno.cnice.mecd.es/~fgutie6/quimica2/ArchivosHTML/Teo_8_princ.htm#Hibridacionhttp://www.cneq.unam.mx/paidoteca/enlaces/orbitales_hibridos.htmhttp://www.prodigyweb.net.mx/danielmisa/html/Quimica3.htm 2s

2p

2p

2p

ESTADO BASAL

2s

2p

ESTADO EXCITADO

2p

2p

sp

sp

ESTADO DE HIBRIDACION

2s

2p

2p

2p

ESTADO BASAL

2s

2p

2p

2p

ESTADO EXITADO

sp2

sp2

sp2

ESTADO DE HIBRIDACION

2s

2p

2p

2p

ESTADO BASAL

2s

2p

2p

2p

ESTADO EXITADO

sp3

sp3

sp3

sp3

ESTADO DE HIBRIDACION

Orbitales atmicos Orb. Hbridos Ejemplos

Orb. s Orbitales pOrb. sp3 H2O

Orb. s Orbitales pOrb. sp2 C2H4

Orb. s Orb. pOrb. sp BeF2

Orbitales atmicos Orb. Hbridos Ejemplos

Orb. s Orbitales pOrb. sp3 H2O

Orb. s Orbitales pOrb. sp2 C2H4

Orb. s Orb. pOrb. sp BeF2