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Hibridación - Contenido educativo

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Subido el 21 de diciembre de 2021 por M. Dolores G.

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a ver un concepto que es importante que es la hibridación de orbitales atómicos. Los 00:00:00

orbitales atómicos que hemos estudiado son los orbitales S y los orbitales P. Los orbitales 00:00:04

S tienen forma esférica, los orbitales P tienen forma como de infinito en tres dimensiones 00:00:10

y pueden llevar la dirección del eje X, la dirección del eje Y o la dirección del eje 00:00:16

Z, son dos lóbulos. Están pintados de un mismo color cada uno de los orbitales P, el 00:00:20

px el pi y el pz sin embargo esto no se queda aquí no sólo podemos tener orbitales s y orbitales p 00:00:26

sino que los orbitales s y los orbitales p dentro del mismo nivel se pueden combinar entre sí se 00:00:33

pueden mezclar lo que en química llamamos hibridar diferentes orbitales atómicos de un mismo nivel 00:00:38

energético para originar lo que se conoce como orbitales híbridos vamos a ver los orbitales 00:00:45

híbridos que tenemos que conocer. Hay más hibridaciones de estas que os pongo aquí, 00:00:51

pero estas son las que tenéis que conocer este curso. La hibridación SP en la que se 00:00:55

combina el orbital S con uno de los orbitales P. Hibridación SP2, se combina el orbital 00:01:01

S con dos orbitales P. Y por último, la hibridación SP3, se combina el orbital S con los tres 00:01:08

orbitales P, o sea, es muy fácil. El numerito nos indica el número de orbitales P que se combina, 00:01:15

que como máximo son tres, y en el S, pues como sólo hay uno, pues simplemente ponemos S y ya estaría. 00:01:21

Bueno, pasamos a ver en qué consiste la hibridación SP. Cuando se combina un orbital S y un orbital P, 00:01:28

se obtienen dos orbitales híbridos. Uno sería este, el azul, y otro sería este otro, el rojo. 00:01:36

Tienen forma muy parecida a la de los orbitales P pero están desequilibrados. 00:01:43

Tengo un lóbulo muy grande y otro muy chiquitito. 00:01:49

En el caso de los dos orbitales híbridos SP se encuentran formando ángulos de 180 grados entre sí. 00:01:52

La hibridación SP2 se combina un orbital S con dos orbitales P. 00:01:59

El resultado de esta combinación es que se forman, claro, como se combinan uno y dos orbitales, se forman tres orbitales híbridos. 00:02:04

La forma es la misma, pero se disponen en el espacio de manera diferente. 00:02:12

Se disponen en un plano formando ángulos de 120 grados. 00:02:17

Están en el mismo plano formando ángulos de 120 grados. 00:02:22

Por último, nos queda la hibridación SP3. 00:02:26

En la hibridación SP3 se combina un orbital S con los tres orbitales P. 00:02:29

Se originan, uno más tres, cuatro orbitales híbridos. 00:02:34

¿Cómo son estos orbitales? 00:02:38

Van dirigidos hacia los vértices de un tetraedro. 00:02:39

Lo tenéis aquí representado más o menos, intentando que esto se vea en tres dimensiones. 00:02:42

Para intentar entender esto, bueno, vamos a seguir un poquito más. 00:02:50

Y si nos preguntan qué hibridación presenta un átomo, cómo lo podemos saber, pues realmente es muy fácil. 00:02:56

Lo único que tenemos que ver es analizar el número de pares estructurales que rodean al átomo central. 00:03:03

Esto ya lo sabemos hacer. Bueno, pues si hay cuatro pares estructurales, la hibridación es sp3. Por eso la geometría es tetraédrica, porque los híbridos sp3 tienen geometría tetraédrica. 00:03:10

Si tengo uno, dos y tres pares estructurales, la hibridación es sp2. Por eso la geometría es triangular plana, porque todo esto está en el mismo plano y los ángulos son de 120 grados. 00:03:22

Y por último, si tengo dos pares estructurales, 1 y 2, la hibridación es SP. Por eso la geometría es lineal. Fijaos que va todo relacionado. Una vez que sé la geometría, si es lineal, tiene que ser SP. Si es triangular, plana, tiene que ser SP2. Y si es tetraédrica, pues va a tener que ser SP3. 00:03:34

Pero lo más fácil es, contamos los pares estructurales y los pares estructurales nos determinan el tipo de hibridación. 00:03:54

Vamos a verlo en un vídeo. Vamos a ver si lo puedo poner aquí. 00:04:01

Vamos a ver, ponemos así en pantalla grande y voy a quitar el sonido porque pasa como con el que os puse el otro día. 00:04:07

Bueno, aquí tenemos subtítulos, que bueno, pues no sé si nos aclararán o no, pero es geometría molecular e hibridación orbital. 00:04:16

Entonces, bueno, nos dice que cómo surgen los diferentes orbitales. 00:04:25

Vamos a ir viendo los ejemplos que nos aparecen en el vídeo, en cuanto empiece. 00:04:31

A ver si quiere empezar. Bueno, aquí tenemos un orbital 2s y esto sería un orbital 2p, ¿vale? No está muy bien dibujado el orbital 2p, pero cuando se combinan un orbital 2s y un orbital 2p, se originan los orbitales híbridos sp. 00:04:40

Entonces, ¿qué es lo que ocurre? Pues que si tengo un orbital 2p y un orbital s, pues se generan dos orbitales híbridos sp. 00:05:04

Tienen un lóbulo grande y un lóbulo pequeño. 00:05:18

No se suele representar como aparece aquí en el vídeo, sino que se representa de esta forma simplificada, que es como lo he dibujado. 00:05:22

Fijaos, aquí tenemos los diferentes orbitales de un átomo. Entonces vamos a ver el átomo de Berilio. El átomo de Berilio tiene dos electrones en el orbital 2s, la configuración es 2s2. 00:05:29

Pero si combinamos el orbital 2s y el orbital 2p, los hibridamos, se generan los dos orbitales híbridos sp, que tienen energía intermedia entre los 2s y 2p, ¿vale? Y cada uno de estos dos electores del berilio iría a un orbital híbrido. Entonces, bueno, pues nos quedarían los dos orbitales 2p vacíos. 00:05:47

Bueno, aquí tenemos en el caso de la combinación entre un orbital 2s y 2p, los dos orbitales híbridos sp con los orbitales representados. 00:06:07

Entonces, fijaos, este es el átomo de Berilio, los orbitales 2p están vacíos, los orbitales 2s están con dos electrones. 00:06:20

¿Qué es lo que ocurre en el átomo de Berilio cuando se acercan átomos de manera que se pueda enlazar con ellos? 00:06:26

Fijaos, se están acercando átomos de cloro. 00:06:36

Los átomos de cloro tienen electrones desapareados en los orbitales P. 00:06:41

Bueno, ahí vemos la hibridación del berilio, desaparece el orbital S, desaparece un orbital P, 00:06:45

aparecen los orbitales SP y se produce el enlace por solapamiento del orbital híbrido con el orbital P3P vacío del cloro. 00:06:50

La geometría del dicloruro de berilio sería una geometría lineal. 00:07:02

Hibridación sp2. Imaginémonos el átomo de boro. El boro tiene de configuración 2s2, 2p1. 00:07:07

Si combinamos un orbital 2s y dos orbitales p, tenemos tres orbitales híbridos. 00:07:16

Al hibridarse, obtenemos los tres orbitales híbridos sp2. Cada uno de ellos tendría un electrón. 00:07:24

Y nos quedaría un orbital 2p que no hemos utilizado, que está sin hibridar. Bueno, aquí tengo el átomo de boro. Tengo dos electrones en el orbital 2s y un electrón en el orbital p y dos orbitales 2p vacíos. 00:07:30

Bueno, pues si ahora se acercan tres átomos de flúor, los átomos de flúor tienen un electrón desapareado en un orbital 2p. El átomo de boro se hibrida, se generan los tres orbitales híbridos y se produce en enlace. 00:07:44

Veis que la molécula tiene una geometría triangular plana. Los ángulos entre estos orbitales híbridos serían de 120 grados. 00:08:00

En el caso de la hibridación sp3, imaginemos el átomo de carbono. El átomo de carbono está formado por cuatro electrones, 2s2, 2p2. 00:08:09

Si se hibridan, se forman los orbitales híbridos sp3, cuatro orbitales híbridos, cada uno de ellos con un electrón. 00:08:21

Bueno, pues este es el átomo de carbono sin hibridar, orbital 2s y dos electrones en los orbitales 2p. 00:08:30

¿Pero qué es lo que ocurre con el átomo de carbono? 00:08:37

Que cuando se le acercan hidrógenos no está de esta manera, sino que se hibrida y forma los orbitales híbridos sp3, 00:08:39

que son los que luego se unen con los hidrógenos. 00:08:47

Por eso la geometría es tetraédrica. 00:08:50

Podemos aplicarlo a otros casos, como por ejemplo el amoníaco. 00:08:52

En el caso del átomo de nitrógeno aislado, pues el nitrógeno tiene 5 electrones, tendría el orbital 2s completo y 3 electrones en los orbitales 2p. 00:08:56

Se mezclan, se hibridan, tengo 4 orbitales híbridos y ahora la diferencia es que como tengo 5 electrones, tengo un híbrido sp3 que está completo y 3 con un electrón. 00:09:06

Bueno, pues aquí tengo el átomo de nitrógeno sin hibridar. 00:09:16

Pero, ¿qué es lo que ocurre cuando se le acercan 3 átomos de hidrógeno? 00:09:20

Bueno, pues que el nitrógeno se hibrida, aparecen los orbitales híbridos, uno de ellos está completo y no se puede enlazar, pero los otros tres sí. 00:09:24

Por eso la geometría del nitrógeno, de la molécula de amoníaco, perdón, es piramidal trigonal. 00:09:33

En el caso del agua, tengo esta configuración para el átomo de oxígeno, si se produce la hibridación y se generan los orbitales sp3, 00:09:39

Entonces, como tengo seis electrones en total en el oxígeno, tengo dos orbitales híbridos completos y dos híbridos que tienen solo un electrón, que son los que se van a poder enlazar. Este es el átomo de oxígeno sin hibridar, pero cuando se acercan los átomos de hidrógeno, el oxígeno se hibrida. 00:09:49

Tengo dos orbitales completos que no se enlazan, pero dos que sí y forman, vamos a pararlo aquí, y forman una molécula angular. 00:10:09

Bueno, lo detengo aquí e intentar ver un par de veces el vídeo porque es complejo y a ver si sois capaces de resolver la cuestión que os planteo en la tarea. 00:10:21

De todas maneras, no os agobiéis por esto de la hibridación, que en cuanto vuelva lo repasaré en profundidad. 00:10:32