¿Qué es la hibridación y como calcularla?

La formación de vínculos no es menos que el acto de cortejo. Los átomos se acercan, se atraen entre sí y pierden gradualmente una pequeña parte de sí mismos en favor de los otros átomos. En química, el estudio de la unión, es decir, la hibridación, es de suma importancia. ¿Qué sucede con los átomos durante la unión? ¿Qué pasa con las órbitas atómicas? La respuesta está en el concepto de hibridación.

Todos los elementos que nos rodean se comportan de forma extraña pero sorprendente. La configuración electrónica de estos elementos, junto con sus propiedades, es un concepto único a estudiar y observar. Debido a la singularidad de tales propiedades y usos de un elemento, somos capaces de derivar muchas aplicaciones prácticas de tales elementos.hibridación

Cuando se trata de los elementos que nos rodean, podemos observar una variedad de propiedades físicas que estos elementos muestran. El estudio de la hibridación y cómo permite la combinación de varias moléculas de una manera interesante es un estudio muy importante en la ciencia.

Comprender las propiedades de la hibridación nos permite sumergirnos en los campos de la ciencia de una manera difícil de comprender de una sola vez, pero excelente para estudiar una vez que conozcamos más sobre ella. Conozcamos más sobre el proceso de hibridación, que nos ayudará a entender las propiedades de los diferentes elementos.

¿Qué es la hibridación?

El científico Pauling introdujo el revolucionario concepto de hibridación en el año 1931. Lo describió como la redistribución de la energía de las órbitas de los átomos individuales para dar nuevas órbitas de energía equivalente y nombró el proceso como hibridación. En este proceso, los nuevos orbitales entran en existencia y se denominan orbitales híbridos.

Tipos de hibridación

Los siguientes son los tipos de hibridación:

  1. sp – Hibridación. En esta hibridación, un s- y un p-orbital se mezclan para formar dos sp-orbitales híbridos, que tienen una estructura lineal con un ángulo de unión de 180 grados. Por ejemplo, en la formación de BeCl2, primero el átomo viene en estado excitado 2s12p1, luego hibridado para formar dos sp – orbitales híbridos. Estos orbitales híbridos se superponen con los dos p-orbitales de dos átomos de cloro para formar BeCl2
  2. sp2 – Hibridación. En esta hibridación, un p-orbital s- y un p-orbital tow se mezclan en tres orbitales híbridos sp2-, que tienen una estructura triangular plana con un ángulo de unión de 120 grados.
  3. sp3 – Hibridación. En esta hibridación se mezclan uno y tres p-orbitales para formar cuatro sp3-orbitales híbridos con una estructura tetraédrica con un ángulo de enlace de 109 grados 28′, es decir, 109,5 grados.Tipos de hibridación

Estudio de la formación de varias moléculas

  1. Metano. 4 equivalentes C-H σ los enlaces pueden ser hechos por las interacciones de C-sp3 con un H-1s.
  2. Etano. 6 C-H sigma(σ) los enlaces se hacen por la interacción de C-sp3 con orbitales H-1s y 1 C-C σ el enlace se hace por la interacción de C-sp3 con otro orbital C-sp3.
  3. Formación de moléculas de NH3 y H2O. En la molécula NH2 el átomo de nitrógeno está hibridado con sp3 y una órbita híbrida contiene dos electrones. Ahora tres 1s- orbitales de tres átomos de hidrógeno se superponen con tres orbitales híbridas sp3 para formar la molécula NH3. El ángulo entre H-N-H debería ser 109.50 pero debido a la presencia de una órbita híbrida sp3- ocupada el ángulo disminuye a 107.80. Por lo tanto, el ángulo de enlace en la molécula NH3 es 107.80.
  4. Formación de las moléculas C2H4 y C2H2. En la molécula C2H4 los átomos de carbono están hibridados con sp2 y un átomo orbital de 2p permanece fuera de la hibridación. Esto forma p-bond mientras que sp2 -orbitales híbridos forman sigma- enlaces.
  5. Formación de las moléculas NH3 y H2O por hibridación sp2. En la molécula H2O, el átomo de oxígeno es sp3 – hibridado y tiene dos orbitales ocupadas. Por lo tanto, el ángulo de enlace en la molécula de agua es 105.50.

Cómo calcular la hibridación

Los electrones giran alrededor de sus átomos en órbita. En la teoría de enlace de valencia, los orbitales atómicos de un átomo pueden solaparse con los orbitales de otros átomos para formar una molécula, creando orbitales híbridos totalmente nuevos. Este fenómeno se conoce como hibridación.

Determinar la hibridación de una molécula puede ayudar a identificar su forma y estructura. Por ejemplo, muchas moléculas se asientan en una forma que minimiza la cantidad de repulsión entre los átomos y los electrones, creando una forma que requiere la menor cantidad de energía posible para mantenerse.Cálculo de hibridaciones

Conocer los tipos de formas que tomará una molécula cuando se hibrida ayuda a los investigadores a entender mejor cómo esa molécula puede interactuar con otras. La hibridación afecta los tipos de enlaces que una molécula puede formar.

Cálculo de hibridaciones

Determine los tipos de enlaces en la molécula dibujando primero la estructura química de la molécula. En particular, observe el número de enlaces simples, dobles y triples que cada átomo está haciendo. Por ejemplo, una molécula de dióxido de carbono tiene dos enlaces dobles. La molécula puede representarse como O=C=O, donde cada átomo de oxígeno crea un doble enlace con el carbono central.

La hibridación se define en términos de orbitales sp. Las `s’ y `p’ son una manera de denotar la forma de las trayectorias orbitales que recorren los electrones. Para los orbitales del s, el camino es más o menos circular. Para las órbitas p, la forma de la trayectoria es más como una mancuerna, con el electrón existiendo principalmente en una de dos regiones más que en una órbita circular.

Determinar la hibridación de cada átomo utilizando los tipos de enlaces presentes. La presencia de no dobles enlaces indica una hibridación de sp3. Un átomo con un enlace simple doble tiene una hibridación de sp2. Un átomo con dos o más enlaces dobles, o con un enlace simple y triple, tiene una hibridación de sp.

El átomo de carbono en el CO2 tiene dos enlaces dobles, uno con cada átomo de oxígeno. Por lo tanto, la hibridación del carbono es sp.

Determinar la hibridación de los otros átomos de la molécula. Cada átomo de oxígeno en el CO2 tiene un único doble enlace con el carbono. La hibridación de cada oxígeno es por lo tanto sp2.

Encontrar la hibridación global de la molécula determinando la del átomo central. En el caso del CO2, el carbono es el átomo central. Debido a que el carbono tiene una hibridación de sp, entonces la hibridación general de la molécula es sp.