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Hibridación molecular...

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ISLAS BALEARES / JUNIO 03. LOGSE / QUÍMICA / ESTRUCTURA DE LA MATERIA / OPCIÓN A / CUESTIÓN Nº 5

OPCIÓN A 5.- De acuerdo con la teoría de la hibridación de orbitales, predecir la geometría de las moléculas BeH2 , BCl3 y CH4 Solución: La hibridación de orbitales atómicos consiste en la combinación lineal de los orbitales atómicos de un mismo elemento para dar el mismo número de orbitales híbridos que los atómicos de partida, con la misma energía y forma entre sí, pero con distinta orientación en el espacio: 1) CH4 Lo primero es hacer la configuración electrónica del C, e hibridarlo: C (Z = 6): 1s2 2s2 2p2 El carbono presenta hibridación sp3 en los compuestos en los que se une a otro átomo de carbono por enlace sencillo, o en el metano, donde los 4 enlaces C– H son sencillos: Lo primero es hacer la configuración electrónica del C, e hibridarlo: C (Z = 6): 1s2 2s2 2p2 En estado fundamental, tiene desapareados 2 electrones en los orbitales 2p, pero promocionando un electrón del orbital 2s al 2p desocupado que posee, consigue desaparear 4 electrones, y por tanto, formar 4 enlaces covalentes. Estos orbitales 2s y 2p se hibridan (se combinan linealmente entre sí), para dar 4 orbitales híbridos de igual forma y energía, pero con diferente orientación espacial. La hibridación sp3 implica la combinación lineal de un orbital 2s con 3 orbitales 2p, dando 4 orbitales híbridos sp3 , dirigidos hacia los vértices de un tetraedro regular. Al enlazarse 4 átomos de H, habrá 4 enlaces s (frontales) entre orbitales híbridos sp3 del C y los orbitales 1s de los H: H

H H H C

C H H

H

H Es una molécula tetraédrica, en la que hay 4 enlaces covalentes sencillos por compartición de un par de electrones entre el orbital 1s de H y el orbital híbrido sp3 del C:

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2) BCl3 B (Z = 5): 1s2 2s2 2p1 Se promociona un electrón del orbital 2s al 2p, para que existan 2 electrones desapareados: La hibridación sp2 implica la combinación lineal de un orbital 2s con 2 orbitales 2p, dando 3 orbitales híbridos sp2 , dirigidos hacia los vértices de un triángulo equilátero. La geometría de la molécula será la que haga mínimas estas repulsiones, es decir, trigonal plana, con ángulos de enlace de 120º.

Cl

Cl B Cl

3) BeH2 Be (Z = 4): 1s2 2s2 Se promociona un electrón del orbital 2s al 2p, para que existan 2 electrones desapareados: La hibridación sp implica la combinación lineal de un orbital 2s con 1 orbital 2p, dando 2 orbitales híbridos sp , formando un ángulo de 180º.

A cada orbital híbridos, se le unirá el orbital 1s del hidrógeno.

H

Be

H

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