Como saber se um elemento central de uma molécula precisa formar orbitais hibridizados?
Simplificando, se um átomo central tiver que se ligar a mais de um átomo externo, especialmente se mais de um átomo externo for diferente, ele deverá hibridizar.
Moléculas diatômicas sempre apontará compatível #sigma# ligação lobos orbitais ao longo do eixo internuclear e poder emparelhar orbitais compatíveis, para que não haja hibridação em moléculas como #"HCl"#, #"NO"^(+)#, #"Cl"_2#, Etc.
Uma maneira fácil de saber quando um átomo precisa hibridizar é contar o número de átomos circundantes. Eu listei exemplos abaixo. Essencialmente:
- Geometria de elétrons octaédricos? #sp^3d^2#
- Geometria de elétron bipiramidal trigonométrica? #sp^3d#
- Geometria eletrônica tetraédrica? #sp^3#
- Geometria planar trigonométrica de elétrons? #sp^2#
- Geometria de elétrons poliatômicos lineares? #sp#
HIDRIDIZAÇÃO NA ÁGUA
Oxigênio em #"H"_2"O"# tem que contribuir quatro #sp^3#orbitais atômicos hibridizados para ligação porque:
- Está ligado a mais de um hidrogênio. Isso indica que a hibridação pode ocorrer.
- Está ligando em um direção não horizontal para pelo menos um hidrogênio. Isso indica que a hibridação deve ocorrer para orientar todos os orbitais corretamente.
- Está ligando identicamente para cada hidrogênio. Isso indica que ocorreu a hibridação para tornar os orbitais compatíveis.
É #sp^3# Porque quatro grupos de elétrons envolvem oxigênio: dois ligação a um hidrogênio cada, e dois pares solitários sem ligação.
O oxigênio teve que hibridar um #2s# e três #2p# orbitais juntos para gerar quatro orbitais orientados para a diagonal em três dimensões (#x,y,z#) Dois deles podem ser usados, mas não estão sendo usados.
HIDRIDIZAÇÃO EM BH3
Boro em #"BH"_3# tem que contribuir três #sp^2#orbitais atômicos hibridizados para ligação porque:
- Está ligado a mais de um hidrogênio. Isso indica que a hibridação pode ocorrer.
- Está ligando em um direção não horizontal para pelo menos um hidrogênio. Isso indica que a hibridação deve ocorrer para orientar todos os orbitais corretamente.
- Está ligando identicamente para cada hidrogênio. Isso indica que ocorreu a hibridação para tornar os orbitais compatíveis.
É #sp^2# Porque três grupos de elétrons estão circundando o boro: três ligação a um hidrogênio cada, e um vazio #p_z# orbital do boro que não é compatível com o hidrogênio #1s# orbital atômico. Não está usando esse vínculo no momento.
O boro teve que hibridar um #2s# e dois #2p# orbitais juntos para gerar três orbitais orientados para a diagonal em duas dimensões (#x,y#).
HIDRIDIZAÇÃO EM ACETILENO
Um carbono escolhido em #"H"-"C"-="C"-"H"# tem que contribuir dois #sp#orbitais atômicos hibridizados para ligação porque:
- Está ligado a mais de um átomo. Isso indica que a hibridação pode ocorrer.
- NÃO está ligando em um direção não horizontal com quaisquer átomos. Isso não diz nada sobre hibridação.
- NÃO é uma ligação identicamente para cada átomo circundante (o outro #"C"# e um #"H"#) Isso diz que a hibridização teve que ocorrer para formar os orbitais de #"C"# e #"H"# compatível. Naturalmente, #"C"# é compatível consigo mesmo, então a hibridização é necessária para se ligar a AMBOS #"C"# e #"H"#.
É #sp# Porque dois grupos de elétrons envolvem um carbono escolhido: um ligação a um hidrogênio e um ligação ao outro carbono.
O carbono teve que hibridar um #2s# e um #2p# orbital juntos para gerar dois orientado horizontalmente #sp# orbitais hibridizados em uma dimensão para #sigma# ligação a dois átomos diferentes.
Separadamente, o restantes dois títulos a ser feita no outro carbono (uma ligação tripla possui uma #sigma# e dois #pi# títulos) são feitos usando o #p_x# e #p_y# orbitais atômicos de carbono.
Então, com acetileno, o carbono está usando dois #sp# orbitais atômicos hibridizados e um #2p_x# e um #2p_y# orbital atômico para ligação.