Hibridació (química)

Quatre orbitals sp³.

En química, es coneix com a hibridació a l'interacció de orbitals atòmics dins d'un àtom per a formar nous orbitals híbrits. Els orbitals atòmics híbrits són els que se superposen en la formació dels enllaços, dins de la teoria de l'enllaç de valència, i justifiquen la geometria molecular.

El químic Linus Pauling va desenrollar per primera volta la teoria de l'hibridació en la finalitat d'explicar l'estructura de les molècules com el metà (CH₄) en 1931. Este concepte va ser desenrollat per a este tipo de sistemes químics senzills, pero l'enfocament va ser més tart aplicat més àmpliament, i hui es considera una heurística eficaç per a la racionalisació de les estructures de composts orgànics.

Hibridació sp3

Quatre orbitals sp³. El carbono en hibridació sp3 té 4 unions ( cuatro enllaços senzills)

L'àtom de carbono té sis electrons: dos s'ubiquen en l'orbital 1s (1s²), dos en el 2s (2s²) i els restants dos en l'orbital 2p (2p²). Per la seua orientació en el pla tridimensional el subnivell 2p té capacitat per a ubicar 6 electrons: 2 en l'orbital Px, dos en l'orbital Py i dos electrons en l'orbital Pz. Els dos últims electrons del carbono s'ubicarien un en el 2p_x, l'atre en el 2p_i i l'orbital 2p_z permaneix buit (2p_x¹ 2p_i¹). L'esquema de lo anterior és (cada flecha un electró):

<math>C\quad \frac{\uparrow\downarrow}{1s}\; \frac{\uparrow\downarrow}{2s}\; \frac{\uparrow\,}{2p_x}\; \frac{\uparrow\,}{2p_y}\; \frac{\,\,}{2p_Z} </math>

Per a satisfer el seu estat energètic inestable, un àtom de valència com el del carbono, en orbitals parcialment plens (2p_x i 2p_i necessitarien tindre dos electrons) tendix a formar enllaços en atres àtoms que tinguen electrons disponibles. Per això, no és prou simplement colocar un electró en cada orbital necessitat. En la naturalea, este tipo d'àtoms redistribuïxen els seus electrons formant orbitals híbrits. En el cas del carbono, un dels electrons de l'orbital 2s és extret i s'ubica en l'orbital 2p_z. Aixina, els quatre últims orbitals tenen un electró cada u:

<math>

C^{*}\quad \frac{\uparrow\downarrow}{1s}\; \frac{\uparrow\,}{2s}\; \frac{\uparrow\,}{2p_x} \frac{\uparrow\,}{2p_y} \frac{\uparrow\,}{2p_z} </math>

L'estímul per a excitar a l'electró del 2s al 2p_z és aportat pel primer electró en formar enllaç en un àtom en este tipo de valència. Per eixemple, l'hidrogen en el cas del metà. Açò a la seua volta incrementa la necessitat d'ompliment dels restants orbitals. Estos nous orbitals híbrits deixen de ser cridats 2s i 2p i són ara cridats *sp³ (una miqueta d'abdós orbitals):

<math> C^{*}\quad \frac{\uparrow\downarrow}{1s}\; \frac{\uparrow\,}{sp^3}\; \frac{\uparrow\,}{sp^3} \frac{\uparrow\,}{sp^3} \frac{\uparrow\,}{sp^3} </math>

Dels quatre orbitals aixina formats, un (25%) és provinent de l'orbital s (el 2s) del carbono i tres (75%) provinents dels orbitals p (2p). No obstant tots se sobreponen en aportar l'hibridació producte de l'enllaç. Tridimensionalment, la distància entre un hidrogen i l'atre en el metà són equivalents i iguals a un àngul de 109,5°.

Referències

• Est artícul fon creat a partir de la traducció de l'artícul es.wikipedia.org/wiki/Hibridación (química) de la Wikipedia en espanyol, baix llicència Creative Commons-BY-SA.