quarta-feira, 19 de setembro de 2012

Orbitais híbridos


Hibridização, ou hibridação, é o processo de formação de orbitais eletrônicos híbridos. Em alguns átomos, os orbitais dos subníveis atômicos s e p se misturam, dando origem a orbitais híbridos spsp² e sp³
Segundo a teoria das ligações covalentes, uma ligação desse tipo se efetua pela superposição de orbitais semi-preenchidos (com apenas um elétron). A hibridação explica a formação de algumas ligações que seriam impossíveis por aquela teoria, bem como a disposição geométrica de algumas moléculas. Embora outros átomos sejam capazes de formar orbitais híbridos, falaremos apenas do carbono.


O átomo de carbono sofre três tipos de hibridação ou hibridização. Hibridar ou hibridizar significa alterar a forma dos orbitais 2s (esférica), 2px, 2py e 2pz (halteres). Todos os orbitais citados, quando híbridos, adquirem a forma abaixo:
 
1º tipo: Hibridação tetraédrica ou sp3 .
 
b_321_265_16777215_0___images_stories_quimica_diagr-C-excit.jpgb_321_265_16777215_0___images_stories_quimica_diagr_C-sp3.jpg
Hibridação tetraédrica ou sp3
Orbital AtômicoO.A.b_170_168_16777215_0___images_stories_quimica_oa-c-hibr-sp3.jpgb_170_168_16777215_0___images_stories_quimica_oa-c-hibr-sp3a.jpg  
A configuração espacial do carbono híbrido em sp3 é tetraédrica (figura da direita). 
Número de orbitais híbridos = 4 
Ãngulo ente os orbitais híbridos = 109º 28´

Trata-se de carbono " saturado " (ligações sigma).
 


O elétron do orbital do subnível 2s ganha energia e passa a ocupar um orbital mais energético, e os elétrons dos orbitais 2px, 2py e 2pz do subnível p perdem energia e passam a ocupar, cada um, orbitais de menor energia (comparar o quadro da esquerda com o quadro da direita).
Os quatro orbitais híbridos são denominados de sp3 e os elétrons passam a ter a mesma energia.
2º tipo: Hibridação trigonal plana ou sp2 .
 
b_321_265_16777215_0___images_stories_quimica_diagr-C-excit.jpgb_321_265_16777215_0___images_stories_quimica_diagr_C-sp2.jpg 
Hibridação trigonal plana ou sp2

Orbital Atômico O.A.
b_170_168_16777215_0___images_stories_quimica_oa-c-hibr-sp2.jpg  
A configuração espacial do carbono híbrido em sp2 é trigonal plana (figura). 
Número de orbitais híbridos = 3 - no plano trigonal. 
Número de orbitais "p puro" = 1 - perpendicular ao plano trigonal. 
Ãngulo ente os orbitais híbridos = 120º

Trata-se de carbono " insaturado " com uma dupla ligação e duas ligações simples (três ligações do tipo sigma e uma do tipo pi).
 


O elétron do orbital do subnível 2s ganha energia e passa a ocupar um orbital mais energético, e os elétrons dos orbitais 2py e 2pz do subnível p perdem energia e passam a ocupar, cada um, orbitais de menor energia (comparar o quadro da esquerda com o quadro da direita).
Os três orbitais híbridos são denominados de sp2 e os elétrons passam a ter a mesma energia. O elétron que permaneceu no orbital 2px é chamado de " p puro " e possui energia superior a dos orbitais híbridos.
3º tipo: Hibridação linear plana ou sp.
 
b_321_265_16777215_0___images_stories_quimica_diagr-C-excit.jpgb_321_265_16777215_0___images_stories_quimica_diagr_C-sp.jpg 
Hibridação linear plana ou sp
Orbital AtômicoO.A.
b_170_168_16777215_0___images_stories_quimica_oa-c-hibr-sp.jpg

 A configuração espacial do carbono híbrido em sp2 é linear plana (figura). 
Número de orbitais híbridos = 2 - no plano linear. 
Número de orbitais "p puro" = 2 - perpendiculares ao plano linear e perpendiculares entre si. 
Ãngulo ente os orbitais híbridos = 180º

Trata-se de carbono " insaturado " com duas duplas ligações ou com uma tripla e uma simples ligações (duas ligações do tipo sigma e duas do tipo pi).
 
   
O elétron do orbital do subnível 2s ganha energia e passa a ocupar um orbital mais energético, e o elétron do orbital  2pz do subnível p perde energia e passa a ocupar um orbital de menor energia (comparar o quadro da esquerda com o quadro da direita).
Os dois orbitais híbridos são denominados de sp e os elétrons passam a ter a mesma energia. Os elétrons que permanecem nos orbitaisl 2px e 2py são chamados de " p puro " e possuem energia superior a dos orbitais híbridos.

Um abraço e bons estudos.

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