Hibridación de orbitales atómicos

Hibridación
Hay moléculas cuya estructura según la teoría del enlace de valencia TEV no coincide con la observada experimentalmente.

Ejemplo: Fluoruro de berilio, BeF2
Be: [He] 2s2
F:   [He] 2s22p5
F:   [He] 2s22p5

El Be tiene su capa de valencia llena, por lo que no podría enlazar. Al recibir suficiente energía, por promoción electrónica* uno de los e- pasa del orbital s al p. Por tanto, un e- del Be está en un orbital s y el otro en uno p.
El e- libre del F está en un orbital p, y tendremos dos enlaces diferentes Be-F:
  • Be (con orbital s) - F(con orbital p) → derecha
  • Be(con orbital p) - F(con orbital p) → izquierda
Como puede observarse los dos enlaces tienen distinta naturaleza y por tanto las furezas entre electrones y la distancia va a se distinta. Por tanto, según la TEV la molécula F-Be-F no puede ser lineal, lo que contradice los resultados experimentales.



¿Qué es la hibridación de orbitales atómicos?
  • Consiste combinar los orbitales s y p puros del átomo central para formar unos orbitales diferentes denominados orbitales híbridos (mezcla) OH.
  • Se forman tantos OA híbridos como orbitales atómicos puros se combinen.
  • Todos los OH del mismo tipo son idénticos en forma y energía.
  • Los enlaces de los OH son más fuertes (mayor densidad electrónica) que los OA puros.
  • La promoción electrónica* permite al átomo tener más e- desapareados respecto a la TEV.
  • La hibridación de orbitales atómicos permite explicar los enlaces dobles y triples.

https://condensedconcepts.blogspot.com/2011/02/who-is-following-who.html
Fuente: http://elfisicoloco.blogspot.com/2012/11/hibridacion-berilio-boro-y-carbono.html

Hibridación sp:
  • Surge de la unión de dos orbitales puros: uno s y otro p.

Ejemplo: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría lineal de la molécula BeCl2
- Promoción de 1e- del Be de s a p para poder formar dos enlaces.
- 2 OH sp con 1e- cada uno.
- 2 enlaces σ.
- α = 180º
- Geometría de hibridación: lineal.
- Geometría molecular: lineal.
Hibridación sp del BeCl2
Hibridación sp2:
  • Surge de la unión de tres orbitales puros: uno s y dos p.
Ejemplo: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría triangular plana del trifloruro de boro BF3
- Promoción de 1e- del B de s a p para poder formar tres enlaces.
- 3 OH sp2.
- 3 enlaces σ.
- α = 120º
- Geometría de hibridación: triangular plana.
- Geometría molecular: triangular plana.

Hibridación sp2 del BF3
Hibridación sp3:
  • Surge de la unión de cuatro orbitales puros: uno s y tres p.

Ejemplo: Justifica, usando la teoría de hibridación de orbitales atómicos, la geometría piramidal trigonal del amoniaco NH3
- Los cuatro orbitales sp3 están dirigidos hacia los vértices de un tetraedro regular.
- 3 OH sp3 tienen 1e-.
- 1 OH sp3 tiene 2e- no enlazantes (1 par de e- libres).
- 3 enlaces σ.
- α = 109,5º (el par libre produce repulsión sobre los OH).
- Geometría de hibridación: tetraédrica.
- Geometría molecular: piramidal trigonal.

Hibridación sp3 del NH3