Según el modelo de orbitales creado por Linus Pauling en 1960, el enlace covalente que forma el moléculas se produce por la fusión o interpenetración de orbitales incompletos de los elementos implicados en el Enlace. Así, se concluye que si el elemento tiene un orbital incompleto (con un solo electrón), solo puede formar un enlace covalente. Si tiene dos orbitales incompletos, puede hacer un máximo de dos conexiones y así sucesivamente.
Sin embargo, observe los orbitales atómicos del elemento átomo de carbono, que tiene un número atómico igual a 6 (Z = 6):
Tenga en cuenta que tiene dos orbitales incompletos, por lo que solo debería realizar dos enlaces como máximo. Sin embargo, eso no es lo que le pasa. Como muchos saben, el carbono forma cuatro enlaces (es tetravalente), por lo que este modelo de orbitales no explica el caso del carbono.
Para acabar con este impasse, se creó una nueva teoría que explicaba mejor este tema: la Teoría de la hibridación.
Esto significa que la hibridación es una "mezcla" de orbitales puros.
Para el carbono existen tres tipos de hibridación, que son: sp3, sp2 y sp.
Para entender cómo ocurre la hibridación, veamos el primer tipo de hibridación de carbono, el tipo sp.3:
Este tipo de hibridación ocurre en la molécula de metano (CH4). Tenga en cuenta que hay cuatro enlaces covalentes idénticos entre el carbono, que es el elemento central, y cuatro hidrógenos. Entonces, vea cuál es el orbital de hidrógeno incompleto:
Como cada hidrógeno tiene un orbital tipo s incompleto, es necesario recibir un electrón más, es decir, cada uno hace solo un enlace covalente con el carbono. Es por eso que el carbono debe tener cuatro orbitales incompletos. ¿Como sucedió esto? Mediante hibridación.
Cuando un electrón del orbital 2s absorbe energía, pasa al orbital 2p vacío. Por lo tanto, decimos que este salto del electrón del subnivel 2s al 2p es una "promoción" del electrón. De esta forma, el carbono permanece en su estado excitado o activado, con cuatro orbitales hibridados disponibles para realizar los enlaces covalentes:
Tenga en cuenta que los orbitales híbridos formados son equivalentes entre sí, pero diferentes de los orbitales puros originales.
De esta forma, el enlace entre el orbital s de cada uno de los cuatro átomos de hidrógeno se produce con estos cuatro orbitales de carbono hibridados:
Como se vio arriba, la molécula de metano tiene una estructura tetraédrica regular, con cuatro nubes de electrones en cada vértice y ángulos adyacentes de 109 ° 28 '. Dado que el enlace se hizo entre un orbital s de cada hidrógeno y un orbital sp hibridado3 para cada conexión, entonces tenemos que son cuatro enlaces sigma s-sp3 (σs-sp3).
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-tipo-sp3.htm
