Ejercicios resueltos hibridación

Ejercicio 1: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría molecular tetraédrica del metano CH4

- 1 e- del orbital atómico s del C promociona a pz, para poder formar 4 enlaces.
- Los cuatro orbitales sp3 están dirigidos hacia los vértices de un tetraedro regular.
- 4 OH sp3 tienen 1e-.
- 4 enlaces σ.
- α = 109,5º.
- Geometría de hibridación: tetraédrica.
- Geometría molecular: tetraédrica.

Hibridación metano CH4



Ejercicio 2: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría molecular del eteno C2H4

- CH2=CH2 → H2-C=C-H2
- 1 e- del orbital atómico s del C promociona a pz, para poder formar 4 enlaces. 
- Hay un enlace doble entre los átomos de C. Un enlace doble consta de  π+σ.
- El enlace π siempre se realiza con un OA p puro (pz en un enlace doble).
- Al haber 4 OA y necesitar uno para los enlaces, quedan dos (hibridación sp2).  
- Los 3 orbitales híbridos sp2 están contenidos en el mismo plano.
- El orbital pz se sitúa perpendicular al plano.

Hibridación eteno C2H4 con enlace doble


Ejercicio 3: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría molecular del etino C2H2

- CH≡CH → H-C≡C-H
- 1 e- del orbital atómico s del C promociona a pz, para poder formar 4 enlaces.
- Hay un enlace triple entre los átomos de C. Un enlace triple consta de  π+π+σ.
- El enlace π siempre se realiza con un OA p puro (py, pz en un enlace triple).
- Al haber 4 OA y necesitar dos para los enlaces, quedan dos (hibridación sp). 
- Los 2 orbitales híbridos sp están contenidos en el mismo plano.
- El orbital py se encuentra contenido en le plano, perpendicular a px; el OA pz se sitúa perpendicular al plano y py.

Hibridación etino C2H2 con enlace triple


Ejemplo 4: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría molecular del nitrógeno N2

- N≡N
- Hay un enlace triple entre los átomos de C. Un enlace triple consta de  π+π+σ.
- El enlace π siempre se realiza con un OA p puro (py, pz en un enlace triple).
- Al haber 4 OA y necesitar dos para los enlaces, quedan dos (hibridación sp). 
- Los 2 orbitales híbridos sp están contenidos en el mismo plano.
- El orbital py se encuentra contenido en le plano, perpendicular a px; el OA pz se sitúa perpendicular al plano y py.

Molécula de nitrógeno N2 con enlace triple


Ejemplo 5: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría molecular del nitrógeno O2

- O=O
- Hay un enlace doble entre los átomos de O. Un enlace dobleconsta de  π+σ.
- El enlace π siempre se realiza con un OA p puro (pz en un enlace doble).
- Al haber 4 OA y necesitar uno para el enlace π, quedan tres libres (hibridación sp2). 
- Los 3 orbitales híbridos sp2 están contenidos en el mismo plano.
- El OA pz se sitúa perpendicular al plano.

Molécula O2 con enlace doble

Ejemplo 6: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría molecular del del agua H2O

- Estructura Lewis del agua
- H-O-H. Se necesitan dos enlaces simples.
- Al haber 4 OA y necesitar 2e- para los enlaces σ, quedan 2 e- libres: hibridación sp3. 
- α < 109,5º, debido a las repulsiones.
- Geometría de hibridación: tetraédrica.
- Geometría molecular: angular plana.

Hibridación agua H2O

Ejemplo: ¿Qué tipo de hibridación tiene el átomo central de carbono de la molécula de de fosgeno Cl2CO?

- Hibridación sp2, ya que necesita crear un enlace doble (π+σ) y dos sencillos σ .
- Modelo Lewis fosgeno Cl2CO
- Entre C y O hay mayor densidad electrónica → Aumenta la repulsión sobre el Cl → α < 120º

Hibridación fosgeno Cl2CO