La hibridación orbital es el concepto de mezclar orbitales atómicos para formar nuevos orbitales híbridos. Estos nuevos orbitales tienen diferentes energías, formas, etc., que los orbitales atómicos originales. Los nuevos orbitales pueden superponerse para formar enlaces químicos.
Un ejemplo es la hibridación del átomo de carbono en metano, CH. Sabemos que los cuatro enlaces C-H en metano son equivalentes. Señalan hacia las esquinas de un tetraedro regular con ángulos de enlace de 109.5 °.
Por lo tanto, el carbono debe tener cuatro orbitales con la simetría correcta para unirse a los cuatro átomos de hidrógeno.
La configuración del estado fundamental de un átomo de carbono es
Podemos ver esta configuración en el lado izquierdo del diagrama de arriba.
El átomo de carbono puede usar sus dos orbitales p ocupados individualmente para formar dos enlaces covalentes con dos átomos de hidrógeno, produciendo · CH ·. Esto no es metano.
El átomo de carbono también puede excitar un electrón del orbital 2s al orbital 2p vacío, como en la línea de puntos anterior. Esto da cuatro orbitales individualmente ocupados.
Los enlaces C-H formados por la superposición con los tres orbitales 2p tendrían ángulos de enlace de 90 °. El enlace C-H formado por la superposición con el orbital 2s estaría en algún otro ángulo. Esta no es la estructura del metano.
Si los orbitales 2s y 2p se mezclan matemáticamente ("hibridados"), obtenemos cuatro orbitales sp³ equivalentes nuevos. La matemática predice que los ángulos de enlace son 109.5 °, justo lo que vemos en el metano.
La energía liberada por la formación de cuatro enlaces compensa en exceso la energía de excitación requerida. Por lo tanto, la formación de cuatro enlaces C-H se favorece energéticamente.
Espero que esto ayude.
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