¿Cuándo se hibridan los orbitales?

La hibridación es un proceso matemático, mediante el cual dos o más orbitales atómicos se combinan para obtener nuevos orbitales, que también son atómicos. Esto ocurre cuando el átomo recibe energía del exterior.

En la hibridación sp, un orbital s y un orbital p se hibridan para formar dos orbitales sp, cada uno con un 50% de caracter s y un 50% de caracter p. Este tipo de hibridación se requiere siempre que un átomo está rodeado de dos grupos de electrones.

Una forma de determinar la hibridación de un átomo es calcular su número estérico, que es igual al número de enlaces sigma que rodean al átomo más el número de pares solitarios en el átomo.

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

Además del carbono, otros elementos que presentan hibridación son el silicio, el azufre, el oxígeno, el nitrógeno, entre otros.

La hibridación del carbono consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía (orbital s) al orbital p del mismo nivel de energía. Esto es con el fin de que el orbital p tenga 1 electrón en "x", uno en "y" y uno en "z" para formar la tetravalencia del carbono.

En la hibridación sp² , un orbital s y dos orbitales p se hibridan para formar tres orbitales sp² , cada uno con un 33% de caracter s y un 67% de caracter p . Este tipo de hibridación se requiere siempre que un átomo esté rodeado de tres grupos de electrones.

La hibridación, en relación con la genómica, es el proceso en el que dos moléculas complementarias de una sola hebra de ADN y/o ARN se unen y forman una molécula de doble cadena. La unión depende del apareamiento apropiado de las bases entre las dos moléculas de una sola hebra.

Los orbitales híbridos son un modelo que combina los orbitales atómicos de un solo átomo de forma que crea un nuevo conjunto de orbitales con geometrías adecuadas para formar enlaces. Se pueden formar los siguiente orbitales híbridos: Hibridación sp: un orbital s y un orbital p se hibridan para formar dos orbitales.

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 sp3 o tetraédrica

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

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.

Los orbitales híbridos no existen en los átomos aislados. Solo se forman en los átomos con enlaces covalentes. Los orbitales híbridos tienen formas y orientaciones muy diferentes a las de los orbitales atómicos de los átomos aislados. La combinación de orbitales atómicos produce un conjunto de orbitales híbridos.

Los híbridos son el resultado del cruce entre especies distintas, y por tanto tienen genes de dos o más especies. La hibridación ocurre debido a que el aislamiento reproductivo no es completo, y esto es debido a que son muy cercanas genéticamente y su aislamiento reproductivo no es completo.

Estos orbitales híbridos forman enlaces sigma (σ) dirigidos hacia otros átomos de la molécula o contienen pares de electrones solitarios.

Nombres dados a los híbridos

Los híbridos generalmente se nombran según una convención; en primer lugar una parte del nombre correspondiente al nombre de la especie del padre más una segunda parte correspondiente al nombre de la especie de la madre.

Cuando un orbital s se hibrida, se mezcla con tres orbitales p y los orbitales hibridados resultantes no están dispuestos simétricamente en relación con el núcleo. Esto se debe a que el orbital sp ³ creado tiene un bucle más pequeño y otro más grande.

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.

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

Orbitales híbridos sp

Es la unión de los orbitales s y p de un mismo átomo concentrando toda la densidad electrónica en una sola dirección. Generan un ángulo de 180° y separan los electrones de enlace lo más que se puede, quedando en un plano lineal uno orientado hacia la derecha y otro hacia la izquierda.

El etileno tiene tres enlaces sigma formados por sus orbitales híbridos sp2 en una geometría trigonal.

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.

Estructura del dióxido de carbono, CO₂.

Tiene dos dominios de enlace (cada uno con un doble enlace) en el átomo central de C y no posee electrones libres, produciendo una geometría de dominio electrónico lineal y una geometría molecular lineal. La hibridación en el C es sp.

Cuando se combinan varios orbitales atómicos para formar otros orbitales con la misma energía y mayor estabilidad. En compuestos orgánicos las hibridaciones son entre el carbono y los átomos que lo rodean. Estos enlaces son los que le van a dar la geometría a la molécula.

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.

¿Cuáles son los 4 tipos de orbitales? Los 4 tipos de subcapas y, por lo tanto, los 4 tipos de orbitales son s, p, d, f. Hay 4 subcapas y 17 orbitales.

Forma y ángulos

Hibridación sp: forma lineal con ángulos de 180° Hibridación sp²: forma trigonal plana con ángulos de 120°. Por ejemplo BCl₃. Hibridación sp³: forma tetraédrica con ángulos de 109.5°.