Melhor resposta
De acordo com VSEPR (repulsão de pares de elétrons da camada de valância) teoria se todos os pares de elétrons ao redor do átomo central são pares de ligações, não há nenhum par solitário, então a forma da molécula depende do tipo de hibridização, por exemplo: CH4 é hibridizado sp3.
Se todos os pares de elétrons ao redor do átomo central não há pares de ligações, há alguns pares solitários também estão presentes, então a forma da molécula será distorcida por causa do par solitário, par solitário e repulsão do par de ligação. repulsão o ângulo de ligação na molécula também será alterado. Quando a hibridização do átomo central é a mesma, calcule o par solitário no átomo central. À medida que o par solitário aumenta no átomo central, o ângulo de ligação diminui.
Por exemplo: NH3 e H2O têm a mesma hibridação, mas na amônia há um par solitário presente no átomo de nitrogênio, enquanto que no H2O dois pares solitários estão presentes no átomo de oxigênio, então o ângulo de ligação na amônia é maior do que a molécula de água.
Resposta
Os orbitais híbridos podem ter uma simetria diferente dos orbitais básicos a partir dos quais são construídos.
Um orbital s é esfericamente simétrico, enquanto um orbital ap é antissimétrico em relação à reflexão através do plano nodal e radialmente simétrico em relação a um eixo normal ao plano. Um híbrido dos dois terá a mesma simetria radial que o orbital p, mas não será nem simétrico nem antissimétrico perpendicular a esse eixo. As funções de onda s e p z compartilham o mesmo sinal em um lado do plano nodal p, mas têm sinais opostos no outro lado, portanto, a soma dos dois as funções de onda terão um valor maior em um lado do núcleo do que no lado oposto. O resultado será semelhante a um orbital, mas um lóbulo será muito maior do que o outro.
Uma vez que orbitais coexistentes (para o mesmo átomo) devem ter funções de onda ortogonais, você não pode substituir apenas s ou p por o novo híbrido: você obtém dois híbridos sp, que podem ser descritos como (s + p z ) / sqrt (2) e (sp z ) / sqrt (2). Ambos são combinações lineares dos mesmos orbitais s e p, de modo que compartilham simetria radial ao longo do mesmo eixo, mas o lóbulo grande de um ficará no z eixo enquanto o lóbulo grande do outro preenchimento cai no eixo negativo z . Um átomo se aproximando ao longo do eixo z de qualquer direção irá interagir mais com o lóbulo maior do que com o lóbulo menor, então esses orbitais tendem a formar ligações sigma em lados opostos de o átomo central, com um ângulo de ligação de 180º.
A matemática (e a geometria) se torna mais complicada à medida que você adiciona mais orbitais básicos à mistura.
Quando você olha para a ligação, molecular orbitais são o resultado do contato ponta a ponta entre um orbital de um átomo e um orbital de outro átomo. Os orbitais de ligação Sigma não possuem planos nodais. As ligações Pi têm um plano nodal ao longo do eixo da ligação e são anti-simétricas em relação a esse plano. Se você observar os orbitais p de dois átomos próximos um do outro no eixo z , as interações serão as seguintes:
- Os orbitais p z de ambos os átomos se tocam de ponta a ponta e formam a ligação sigma e orbitais anti-ligação.
- O p y orbitais de ambos os átomos (e da mesma forma os orbitais p x ) estão alinhados para compartilhar um plano nodal e formar orbitais de ligação pi e anti-ligação. É importante notar que os átomos precisam estar mais próximos para que essa sobreposição ocorra do que no caso anterior – é por isso que ligações múltiplas tendem a ser mais curtas do que ligações simples.
- As outras combinações (p y com p x , p y com p z e p x com p z ) cada um tem pelo menos um plano em relação ao qual um orbital é antissimétrico e o outro é simétrico (dois desses planos existem para o p y e p x combinação). Nesses casos, nenhum orbital molecular é formado.
A mesma lógica se aplica à formação de orbitais moleculares a partir de orbitais atômicos híbridos. Sua assimetria significa que eles tendem a formar ligações sigma bastante bem usando o maior lóbulo do orbital, mas sua geometria é tal que, uma vez que uma ligação sigma é formada, os planos nodais de um átomo geralmente não correspondem aos planos nodais do orbitais de outros átomos, então a geometria é muito ruim para formar ligações pi.