HIBRIDIZAÇÃO DE ORBITAIS Hibridização

HIBRIDIZAÇÃO DE ORBITAIS
Nós vimos que os elétrons encontram-se, dentro da
eletrosfera, em regiões especiais chamadas orbitais. Além
disso, os orbitais são diferenciados pela forma. Ou seja, os
orbitais s tem forma esférica, os orbitais p, forma de duplos
halteres e os orbitais d e f, formas mais complexas. Em cada
orbital “cabem” apenas 2 elétrons, de spins contrários.
Os químicos e físicos observaram que, no entanto, a
geometria dos compostos não seguia aquela prevista caso
as ligações se dessem pela combinação desses orbitais.
Propuseram, então, que quando um átomo realiza mais de
uma ligação química os seus orbitais se hibridizam (=se
misturam), de maneira a formar orbitais hibridizados
(mistos). Nós iremos estudar três tipos principais de orbitais
híbridos e suas geometrias.
>> sp³ - São os orbitais formados pela mistura de 1 orbital s
e três orbitais p. Como são misturados 4 orbitais, são
originados outros 4 (a quantidade de orbitais se conserva!),
mas agora eles estão dispostos numa geometria diferente,
onde cada nuvem está num vértice de um tetraedro, com
um ângulo de 109.5° entre si, proporcionando à molécula
geometria tetraédrica.
Esta hibridização é encontrada quando o carbono realiza
uma ligação dupla e outras duas simples, como, por
exemplo, na molécula de eteno.
>>sp – Como você já deve suspeitar, esses orbitais são
formados pela mistura de um orbital s e um orbital p. Os
outros dois orbitais permanecem puros para a realização de
duas ligações do tipo π.
Essas duas ligações π podem ser duas ligações em uma
ligação tripla (como no etino), ou uma cada uma das
ligações duplas, quando um mesmo átomo de carbono as
realiza (como no CO2). As nuvens eletrônicas dos orbitais sp
estão dispostas o mais distante possível entre si, formando
um ângulo de 180° entre si. A molécula adquire, portanto,
uma geometria linear.
A seguir, um quadro resumindo a aula:
Essa hibridização ocorre quando um átomo de carbono
realiza 4 ligações do tipo σ, ou seja, 4 ligações simples.
>> sp² - São os orbitais formados pela mistura de 1 orbital s
e 2 orbitais p. Um dos orbitais não entra na mistura
(dizemos que ele permanece puro) pois só assim poderá ser
feita a ligação ߨ (que é a segunda ligação, em uma ligação
dupla). Os três orbitais sp² estão dispostos de maneira a
ficarem mais afastados entre si no espaço, ou seja, num
mesmo plano e formando um ângulo de 120° entre si.
Hibridização
sp³
sp²
sp
Ligações
Todas simples
Uma dupla
Duas duplas ou
uma tripla
Exemplos
C no CH4
C no C2H4,
C no C2H2 ou no
CO2
Note que quem tem a hibridização é o átomo, não a
molécula!!!
Exercício: Dê a fórmula estrutural das moléculas abaixo e a
hibridização do átomo sublinhado.
a)
b)
c)
d)
HCN
H2O
NH3
C, na estrutura do grafite