La mejor respuesta
Según VSEPR (repulsión de pares de electrones de la capa de cenefa) teoría si todos los pares de electrones alrededor del átomo central son pares de enlaces, no hay un par solitario, entonces la forma de la molécula depende del tipo de hibridación, por ejemplo: CH4 tiene hibridación sp3.
Si todos los pares de electrones alrededor del átomo central no hay pares de enlaces, hay algunos pares solitarios también presentes, entonces la forma de la molécula se distorsionará debido a la repulsión de par solitario-par solitario, par solitario-enlace y par enlace-enlace. repulsión, el ángulo de enlace en la molécula también cambiará. Cuando la hibridación del átomo central es la misma, calcule el par solitario en el átomo central. A medida que aumenta el par solitario en el átomo central, el ángulo de enlace disminuye.
Por ejemplo: NH3 y H2O tienen la misma hibridación pero en el amoníaco hay un par solitario presente en el átomo de nitrógeno, mientras que en H2O hay dos pares solitarios presentes en el átomo de oxígeno, por lo que el ángulo de enlace en el amoníaco es mayor que la molécula de agua.
Respuesta
Los orbitales híbridos pueden tener una simetría diferente a la de los orbitales base a partir de los cuales están construidos.
Un orbital s es esféricamente simétrico, mientras que un orbital p es antisimétrico con respecto a la reflexión a través del plano nodal y radialmente simétrico alrededor de un eje normal al plano. Un híbrido de los dos tendrá la misma simetría radial que el orbital p, pero no será ni simétrico ni antisimétrico perpendicular a ese eje. Las funciones de onda syp z comparten el mismo signo en un lado del plano nodal p, pero tienen signos opuestos en el otro lado, por lo que la suma de los dos Las funciones de onda tendrán un valor mayor en un lado del núcleo que en el lado opuesto. El resultado se parecerá a un orbital p, pero un lóbulo será mucho más grande que el otro.
Dado que los orbitales coexistentes (para el mismo átomo) deben tener funciones de onda ortogonales, no puede reemplazar solo s o p con el nuevo híbrido: obtienes dos híbridos sp, que se pueden describir como (s + p z ) / sqrt (2) y (sp z ) / sqrt (2). Ambos son combinaciones lineales de los mismos orbitales syp, por lo que comparten simetría radial a lo largo del mismo eje, pero el lóbulo grande de uno se ubicará en el z mientras que el lóbulo grande del otro relleno cae sobre el eje z negativo. Un átomo que se acerca a lo largo del eje z desde cualquier dirección interactuará más con el lóbulo más grande que con el lóbulo más pequeño, por lo que estos orbitales tienden a formar enlaces sigma en lados opuestos de el átomo central, con un ángulo de enlace de 180º.
Las matemáticas (y la geometría) se vuelven más complicadas a medida que agrega más orbitales básicos a la mezcla.
Cuando observa el enlace, la Los orbitales son el resultado del contacto de un extremo a otro entre un orbital de un átomo y un orbital de otro átomo. Los orbitales de enlace sigma no tienen planos nodales. Los enlaces Pi tienen un plano nodal a lo largo del eje del enlace y son antisimétricos con respecto a ese plano. Si observa los orbitales p de dos átomos cercanos entre sí en el eje z , las interacciones son las siguientes:
- Los orbitales p z de ambos átomos se tocan de un extremo a otro y forman orbitales sigma de enlace y antienlace.
- El p y orbitales de ambos átomos (y también los orbitales p x ) están alineados para compartir un plano nodal y forman orbitales enlazantes y antienlazantes pi. Vale la pena señalar que los átomos tienen que estar más juntos para que ocurra esta superposición que en el caso anterior; es por eso que los enlaces múltiples tienden a ser más cortos que los enlaces simples.
- Las otras combinaciones (p y con p x , p y con p z y p x con p z ) cada uno tiene al menos un plano con respecto al cual un orbital es antisimétrico y el otro es simétrico (existen dos de esos planos para el p y y p x combinación). En estos casos, no se forman orbitales moleculares.
La misma lógica se aplica a la formación de orbitales moleculares a partir de orbitales atómicos híbridos. Su asimetría significa que tienden a formar enlaces sigma bastante bien utilizando el lóbulo más grande del orbital, pero su geometría es tal que una vez que se forma un enlace sigma, los planos nodales de un átomo generalmente no coinciden con los planos nodales del orbitales de otros átomos, por lo que la geometría es bastante pésima para formar enlaces pi.