Hibridacion Del Carbono

Hibridación del átomo de carbono, tipos de enlaces carbono-carbono. Estructura y modelos.

Las diferencias principales entre los compuestos orgánicos e inorgánicos se deben a variaciones en la composición, el tipo de

enlace y las polaridades moleculares. Los compuestos orgánicos están formados por átomos de carbono con enlaces covalentes entre sí y con átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

Comparación general entre compuestos orgánicos e inorgánicos

CARACTERÍSTICAS COMPUESTOS ORGANICOS COMPUESTOS INORGÁNICOS

Número de compuestos conocidos Más de 2,000,000 Aprox. 80,000

Elementos que intervienen en su formación C H O N S P F Cl Br I Todos los de la tabla periódica

Velocidad de reacción Reaccionan lentamente Reaccionan rápidamente

Tipo de enlace Covalente Iónico y covalente

Combustión Son combustibles No son combustibles

Altas temperaturas No resisten altas temperaturas Resisten altas temperaturas

Solubilidad Generalmente son solubles en disolventes no polares. Generalmente son solubles en disolventes polares (agua).

Isomería Si. Existen compuestos con igual número de átomos de cada elemento pero con estructuras diferentes. No se presenta.

Para poder explicar el comportamiento y los ángulos de enlace, observados experimentalmente en los compuestos orgánicos, fue necesario introducir el concepto de orbitales híbridos. De acuerdo con la teoría de máxima repulsión delenlace de valencia (RPECV), los pares electrónicos y los electrones solitarios alrededor del núcleo de un átomo, se repelen formando un ángulo lo más grande posible. En estos compuestos se ha visto que normalmente son próximos a 109º, 120º y 180º.

Esta máxima repulsión no se puede lograr a partir de orbitales s y p puros y lo que brinda una explicación es que los orbitales s y p se combinan para formar orbitales híbridos que consiguen la máxima repulsión mencionada.

Existen diferentes tipos de hibridación que involucran orbitales atómicos s, p y d de un mismo átomo, pero nos enfocaremos únicamente a aquellos que implican orbitales atómicos s y p.

Los orbitales atómicos s y p forman tres tipos de hibridación, dependiendo del número de orbitales que se combinen. Así, si se combinan un orbital atómico s puro con tres orbitales p puros, se obtienen cuatro orbitales híbridos sp3 con un ángulo máximo de separación aproximado de 109.5º, característica de los alcanos.

Para que pueda llevarse a cabo la hibridación el átomo de carbono tiene que pasar de su estado basal a uno activado cuando se aplica energía. En este estado activado un electrón del orbital 2s pasa al orbital pz que se encuentra vacio, de esta forma la capa de valencia tendrá cuatro electrones desapareados y al formarse los orbitales híbridos atómicos, contarán con un electrón cada uno para formar enlaces covalentes. En el caso de los orbitales p puros, también tendrán un electrón disponible para enlazarse. Esto explica la tetravalencia del átomo de carbono.

ELEMENTO ESTADO BASAL ESTADO DE ACTIVADO

C

Carbono

Hibridación sp3

Es la mezcla de un orbital s con tres orbitales p (px, py y pz) para formar cuatro orbitales híbridos sp3con un electrón cadauno.

Los orbitales híbridos sp3 forman un tetraedro (tridimensional) con ángulo de 109°. En la hibridación sp2 interaccionan un orbital s puro con 2 orbitales p puros para formar tres orbitales híbridos atómicos con un electrón cada uno con un ángulo máximo de repulsión de 120° aproximadamente y permanece un orbital atómico p puro sin hibridar con un electrón. Este tipo de hibridación es característica de los alquenos.

Hibridación sp2

Es la mezcla de un orbital s con dos orbitales p (px y py) para formar tres orbitales híbridos sp2.

Los orbitales híbridos sp2 forman un triangulo equilátero (bidimensional).

La hibridación sp2 la presentan los dos átomos de carbono con dobles enlaces carbono-carbono en la familia de los alquenos.

Hibridación sp

Es la mezcla de un orbital atómico s con un orbital p puro (px) para formar dos orbitales híbridos sp con un electrón cada uno y una máxima repulsión entre ellos de 180° y permanecen dos orbitales p puros con un electrón cada uno sin hibridar.

Los orbitales híbridos sp forman una figura lineal (unidimensional).

La hibridación sp se presenta en los átomos de carbono con triple enlace carbono-carbono en la familia de los alquinos.

http://prepa8.unam.mx/academia/colegios/quimica/infocab/unidad321.html

Hibridación sp3 o tetraédrica

Para los compuestos en los cuales el carbono presenta enlaces simples, hidrocarburos saturados o alcanos, se ha podido comprobar que los cuatro enlaces son iguales y que están dispuestos de forma que el núcleo del átomo de carbono ocupa el centro de un tetraedro regular y los enlaces forman

...