¿Cuáles son los tipos de hibridación?

El átomo de carbono puede presentar tres tipos de hibridación:

Forma y ángulos

Hibridación sp²: forma trigonal plana con ángulos de 120°. Por ejemplo BCl₃. Hibridación sp³: forma tetraédrica con ángulos de 109.5°. Por ejemplo CCl₄.

Existen tres tipos de hibridación para el carbono, que son denominados hibridaciones tipo sp3, sp2 y sp.

La unión entre átomos de carbono da origen a tres geometrías dependiendo de su enlace:

En sp³ hibridación, un orbital s y tres orbitales p se hibridan para formar cuatro orbitales sp³, cada uno con un 25% de caracter s y un 75% de caracter p. Este tipo de hibridación se requiere siempre que un átomo está rodeado por cuatro grupos de electrones. Creado por Jay.

Hibridación sp²

Se define como la combinación de un orbital s y dos orbitales p, para formar 3 orbitales híbridos, que se disponen en un plano formando ángulos de 120° grados. Tridimensionalmente, la distancia entre un hidrógeno y otro en algún carbono del etileno son equivalentes e iguales a un ángulo de 120°.

Hibridación: orbitales sp2: Cuando ocurre un doble enlace con geometría plana, el carbono tiene tres orbitales híbridos sp2 y un orbital p no hibridado. Un doble enlace carbono-carbono se produce cuando se enlazan dos átomos de carbono con hibridación sp2. Un ejemplo de ello es la molécula de etileno, C2H4.

En los alquenos, que tienen enlaces C=C, se produce una hibridación sp ² . Esta propiedad hace que la estructura de los compuestos con dobles enlaces sea una forma trigonal.

Los alquinos presentan hibridación sp; los orbitales son más pequeños que los orbitales sp2 de los alquenos y los sp3 de los alcanos. En consecuencia, el carbono con hibridación sp, forma enlaces más cortos que los otros y facilita la ruptura heterolítica de del enlace C-H.

Carbonos con hibridación sp

Hibridación sp³, cuando el carbono forma cuatro enlaces simples. Hibridación sp², cuando el carbono forma un enlace doble. Hibridación sp, cuando el carbono forma un triple enlace o dobles enlaces acumulados (dos enlaces dobles en el mismo átomo de carbono).

La hibridación del átomo de carbono.

Los carbonos unidos a cuatro átomos, sin dobles ni triples enlaces, presentan una hibridación sp3. Los carbonos unidos a otro carbono mediante un doble enlace presentan una hibridación sp2.

Lo que sucedería si el carbono no sufre hibridación es que no podría formar enlaces compuestos, el carbono es importante por sus enlaces debido a la hibridación y solo podría formar orbitales vacíos. El átomo de carbono presenta una gran variedad de formas alotrópicas que tienen diversos usos.

Ahora estos 4 híbridos sp3 pueden solapar cada uno de ellos con el orbital 1s del átomo de hidrógeno, para dar los 4 enlaces sigma (σ) simples (solapamiento frontal).

Hibridación sp3 o tetraédrica

Es característica de los compuestos orgánicos saturados, es decir, de los que sólo presentan enlaces covalentes simples en sus moléculas.

Dos enlaces de tipo π entre los orbitales py y pz de cada uno de los carbonos, con solapamiento lateral.

Para saber la hibridación de un compuesto orgánico hay que contar el número de densidad electrónica que hay alrededor del carbono o, sencillamente, el número de átomos al que está unido el carbono en cuestión. Si hay 2, solo necesitamos 2 orbitales, entonces serían orbitales sp.

Hibridación sp2

Para enlazarse con tres átomos, cada carbono combina tres orbitales atómicos: un orbital s y dos de los orbitales p.

Se define como la combinacin de un orbital S y 2 P, para formar 3 orbitales hbridos, que. se disponen en un plano formando ngulos de 120.

El enlace sigma entre los dos átomos de carbono no tiene un nodo en el plano de la molécula. El enlace pi entre los dos átomos de carbono tiene un nodo en el plano de la molécula. Así, el orbital molecular pi es mayor en energía y es el orbital molecular ocupado más alto (el HOMO).

Hibridación sp2 con enlaces simples, BF3.

- H2S: Angular. Hibridación sp3 en el átomo de azufre. El S utiliza dos orbitales híbridos para formas enlaces tipo σ con los átomos de hidrógeno, los otros dos orbitales híbridos quedan ocupados por pares de electrones no compartidos.

La estructura molecular del agua es consistente con una disposición tetraédrica de dos pares solitarios y dos pares de electrones de enlace. Así, decimos que el átomo de oxígeno está hibridado sp³, con dos de los orbitales híbridos ocupados por pares solitarios y dos por pares de enlace.

Los átomos de carbono en los alcanos siempre tienen hibridación sp³, lo que quiere decir que los electrones de valencia están en cuatro orbitales equivalentes, derivados de la combinación del orbital 2s y los orbitales 2p.

Hibridación sp³ (tetravalencia del Carbono)

De esta manera, cada uno de los cuatro orbitales híbridos sp³ del carbono puede enlazarse a otro átomo, es decir que el carbono podrá enlazarse a otros 4 átomos, así se explica la tetravalencia del átomo de carbono.

Los hidrocarburos son compuestos formados por hidrógeno y carbono que, dependiendo de su grado de saturación, son clasificados como alcanos, alquenos y alquinos, los cuales presentan un tipo de hibridación sp3, sp2, sp, es decir, enlace simple, doble y triple, que forman un ángulo entre sus enlaces de 109°, 120° y 180° ...

El acetileno tiene una estructura lineal que se explica admitiendo una hidridación sp en cada uno de los átomos de carbono. El solapamiento de dos orbitales sp entre sí genera el enlace σ C-C.

Enlace del etileno (eteno).

El etileno tiene tres enlaces sigma formados por sus orbitales híbridos sp2 en una geometría trigonal. El orbital p sin hibridar de un átomo de carbono es perpendicular a sus orbitales híbridos sp2 y es paralelo al orbital p sin hibridar del segundo átomo de carbono.