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A hibridacion

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A hibridacion

  1. 1. M. en C. Alfredo Velásquez Márquez Profesor de la Facultad de Ingeniería de la UNAM velasquez4@yahoo.com “HIBRIDACIÓN” El proceso de hibridación consiste en la combinación de dos o más orbitales atómicos purospara obtener la misma cantidad de orbitales híbridos. Los orbitales que se combinan siempredeben de estar en la misma órbita o nivel de energía; así, si se combina un orbital s de la órbitados, con un orbital p de la misma órbita, se obtienen dos orbitales híbridos denominados orbitalessp, y entonces se dice que el átomo tiene una hibridación sp; por otro lado, si se combina un orbitals de la órbita dos, con dos orbitales p de la misma órbita, se obtienen tres orbitales híbridosdenominados orbitales sp2, y entonces se dice que el átomo tiene una hibridación sp2 y asísucesivamente hasta llegar a la hibridación sp3d2. Dado que la primera órbita solo contiene unorbital 1s, no es posible ninguna hibridación; en la órbita dos existe un orbital 2s y tres orbitales 2p,por lo que ya son posibles las hibridaciones sp, sp2 y sp3; finalmente, a partir de la órbita tres yaexisten orbitales s, p y d, por lo cual ya son posibles las cinco hibridaciones conocidas sp, sp2, sp3,sp3d y sp3d2. En una molécula, los átomos terminales no presentan hibridación; en cambio, los átomoscentrales (que se encuentran entre dos o más átomos), pueden presentar diferentes hibridaciones.Antes de tratar de establecer que hibridación presenta un determinado átomo, se debe tener encuenta lo siguiente: – Los enlaces sigma (σ), son enlaces sencillos de baja energía que se forman con orbitales híbridos. – Los enlaces pi (π), son enlaces de alta energía que se forman con orbitales p o d puros (no hibridados); de tal forma que, en un doble enlace se tienen un enlace σ y un enlace π; en cambio, en un triple enlace, se tiene un enlace σ y dos enlaces π. – Los pares electrónicos libres, se encuentran localizados en orbitales híbridos. Teniendo en cuenta lo anterior, se propone la siguiente metodología para establecer lahibridación de un determinado átomo en una molécula: 1.- Se dibuja la estructura de Lewis más estable para la molécula. 2.- Se establece el diagrama de orbitales del átomo en cuestión; dibujando los orbitalesatómicos de la órbita que corresponde al periodo en que se localiza el átomo. 3.- Los orbitales anteriores, se van ocupando con los electrones de valencia que tiene elátomo, siguiendo el principio de construcción progresiva de la configuración electrónica. 4.- Se verifica si el átomo en cuestión presenta o no carga eléctrica. Si presenta una o máscargas positivas, se quitan tantos electrones (de los orbitales dibujados) como cargas positivaspresente el átomo. Si presenta una o más cargas negativas, se adicionan tantos electrones (a losorbitales dibujados) como cargas negativas presente el átomo. 5.- Se realiza la promoción de uno o más electrones de un orbital (s o p) a otro de mayorenergía (p o d). Para saber cuantos electrones se deben de promover, se determina cuántosenlaces (σ y π) tienen el átomo; de esta manera, se promueven los electrones que sean necesariospara tener tantos orbitales con un solo electrón, como enlaces tenga el átomo. 6.- Se combinan los orbitales atómicos puros para obtener orbitales híbridos. Para sabercuantos orbitales atómicos puros se combinan, se determina cuántos enlaces σ y cuántos pareselectrónicos libres tiene el átomo; el número total de enlaces σ y de pares electrónicos librescorresponde al número de orbitales a combinar. A continuación se dan algunos ejemplos de cómo establecer la hibridación para los átomos dealgunas moléculas:
  2. 2. Ejemplo 1: Establecer la hibridación del átomo de carbono en la molécula de NaHCO3.Paso 1: La estructura de Lewis de la molécula es: .. .. Na O .. C O .. H .O . . .Paso 2: El átomo de carbono esta en el segundo periodo; por lo tanto, se van a dibujan losorbitales 2s y 2p en el diagrama de orbitales. C Energía 2p x 2p y 2p z 2sPaso 3: Como el átomo de carbono tiene cuatro electrones de valencia; entonces, se distribuyencuatro electrones en los orbitales anteriores, siguiendo el principio de construcción progresiva. C Energía 2p x 2p y 2p z 2sPaso 4: El átomo de carbono no presenta carga; por lo tanto se omite este paso.Paso 5: Con base en la estructura de Lewis, se puede determinar que el átomo tiene cuatroenlaces (3 σ y 1 π); por lo tanto, se debe de promover un electrón del orbital 2s al orbital 2pz, paratener cuatro orbitales con un solo electrón, quedando: C Energía 2p x 2p y 2p z 2sPaso 6: Nuevamente, con base en la estructura de Lewis, se puede determinar que el átomo decarbono tiene tres enlaces σ sin pares electrónicos libres; por lo tanto, solo deben de hibridarse tresorbitales, para obtener tres orbitales híbridos, quedando un electrón en un orbital p puro, el cual seutiliza para formar el doble enlace: C Energía 2p z sp 2 sp 2 sp 2

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