CONCEPTO DE HIBRIDACIÓN
La hibridación consiste en una mezcla de orbitales puros en un estado excitado para formar orbitales híbridos equivalentes con orientaciones determinadas en el espacio. Estos cambios se presentan entre los orbitales de un mismo nivel de energía; lo que significa que en el átomo de carbono se presenta en la última capa electrónica correspondiente al nivel dos involucrando a los subniveles 2s2 y 2p2. A los orbitales híbridos que se forman se le conoce como sp, sp2, sp3.
Hibridación tetraédrica Sp3
Se presenta en los átomos de carbono con enlaces simples o uniones sencillas (alcanos). Se da cuando se combinan los tres orbitales 2p (y, x , z) con el orbital 2s formando cuatro nuevos orbitales moleculares denominados sp3 .
La figura resultante es un tetraedro donde su núcleo se halla en el centro y sus cuatros electrones de valencia están situados en los vértices formando entre si un angulo de 109, 5°. De esta manera, cada uno de los cuatro orbitales híbridos sp³ del carbono puede enlazarse a otros 4 átomos, así se explica la tetravalencia del átomo de carbono.
Debido a su condición híbrida, y por disponer de 4 electrones de valencia para formar enlaces covalentes sencillos, pueden formar entre sí cadenas con una variedad ilimitada entre ellas: cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc. A los enlaces sencillos –C-C- se les conoce como enlaces sigma σ.
Hibridación trigonal Sp2
Se presenta en los átomos de carbono con enlaces dobles. En esta hibridación sólo se combinan los dos orbitales 2p (x, y) con el orbital 2s para formar únicamente tres orbitales híbridos sp2, quedando sin hibridar uno de los orbitales 2p (z) con su electrón disponible. El orbital no hibridado queda perpendicular al plano de los 3 orbitales sp² que al unir Imaginariamente forma una pirámide de base triangular que da el nombre a la hibridación. A este doble enlace se le denomina π (pi). Este enlace es más débil que el enlace σ (sigma), y por tanto, más reactivo. Cuando ocurre un enlace doble, los cuatro enlaces de cada carbono ya no se dirigen a los vértices de un tetraedro, sino que forman un angulo de 120º entre si, estando todos los enlaces en un mismo vértice.
Átomo de carbono hibridizado sp2
El carbono hibridado sp2 da lugar a la serie de los alquenos.
Hibridación digonal sp
Se presenta en presenta en los átomos de carbono con enlaces triples. Los átomos que se hibridan ponen en juego un orbital s y uno p, para dar dos orbitales híbridos sp, colineales formando un ángulo de 180º. Los otros dos orbitales p no experimentan ningún tipo de perturbación en su configuración.
Un átomo de carbono hibridizado sp. El carbono hibridado sp da lugar a la serie de los alquinos.
Resumen de los Tipos de hibridación del carbono
Tipo de hibridación
Orbitales
Geometría
Ángulos
Enlace
sp3
4 sp3
Tetraédrica
109º 28’
Sencillo
sp2
3 sp21 p
Trigonal plana
120º
Doble
sp
2 sp2 p
Lineal
180º
Triple
En resumen:
Cuando los cuatro enlaces del carbono son simples, los ángulos de enlace son de 109.5º y la estructura es tetraedral. El enlace simple son de tipo Sigma (σ ) y por tanto , de naturaleza bastante fuerte.
Cuando hay un enlace doble, los ángulos de enlace son de 120º y la estructura es planar. Los carbonos son trigonales. El enlace doble esta constituido por un enlace sigma fuerte y otro pi, más débil.
Cuando hay un triple enlace, los ángulos son de 180º y la estructura es lineal. Los carbonos son digonales . El enlace triple, esta conformado por un enlace sigma fuerte y dos enlaces pi similares (débiles).
PREGUNTA: Los enlaces simples carbono-carbono son de tipo: