La teoría de enlace valencia conjugó el concepto propuesto por Lewis de compartición de pares de electrones con el hecho de que dichos pares se encuentran alojados en orbitales atómicos. Esta teoría condiciona la existencia del enlace a la presencia de electrones desapareados. Además, en algunas moléculas se presenta el problema de explicar cómo se pueden formar enlaces idénticos a partir de orbitales diferentes. Ej: BeCl2, CH4 , BF3 ...
Para dar solución a estas limitaciones, la teoría de enlace valencia introduce el método de hibridación de los orbitales.
Hay que suponer que se produce un proceso de hibridación o recombinación de orbitales atómicos puros, resultando unos nuevos orbitales atómicos híbridos. Dichos orbitales se caracterizan por:
- Se produce el mismo número de orbitales híbridos que orbitales atómicos de partida.
- Son todos iguales, energéticamente y formalmente. Sólo se diferencian en su orientación espacial.
- Para que pueda existir hibridación, la energía de los orbitales atómicos de partida debe ser muy similar.
-Los ángulos entre ellos son iguales.
Hay que suponer que se produce un proceso de hibridación o recombinación de orbitales atómicos puros, resultando unos nuevos orbitales atómicos híbridos. Dichos orbitales se caracterizan por:
- Se produce el mismo número de orbitales híbridos que orbitales atómicos de partida.
- Son todos iguales, energéticamente y formalmente. Sólo se diferencian en su orientación espacial.
- Para que pueda existir hibridación, la energía de los orbitales atómicos de partida debe ser muy similar.
-Los ángulos entre ellos son iguales.
a) Cloruro de berilio (BeCl2);
hibridación sp:
El Berilio tiene de número atómico Z = 4 y su estructura electrónica
es:
con lo que al no tener electrones desapareados, no podría formar
enlaces covalentes. Sin embargo, con un poco de energía, un electrón del orbital 2s promocina al orbital 2p:
ya que al tener los orbitales atómicos 2s y 2p energías muy parecidas,
resulta fácil que un electrón de los situados en el orbital 2s pase a
ocupar un orbital 2p vacío evitando así la repulsión que podría
existir al haber dos electrones en el mismo orbital 2s. De esta
manera, al tener dos electrones desapareados podría formar dos enlaces
covalentes.
Al unirse con el cloro, se puede pensar que el estar los dos
electrones en orbitales atómicos distintos (en energía, forma, tamaño
y orientación), los enlaces sean distintos, pero experimentalmente se
comprueba que los dos enlaces son idénticos. Esto se explica diciendo
que ha habido una homogeneización de un orbital s y otro p
(hibridación sp). Se forman dos orbitales híbridos sp:
La geometría el LINEAL, ángulos de enlace Cl- Be- Cl 180º.
b) Trifluoruro de boro (BF3); hibridación sp2
:
El
Boro tiene de número atómico Z = 5 y su estructura electrónica es:
al tener un electrón desapareado, sólo podría formar un enlace. Sin
embargo, por la misma razón que en el caso anterior, con un poco de
energía, adquiere la siguiente configuración:
Así, al tener tres electrones desapareados puede formar tres enlaces
covalentes. Pero, al igual que antes los tres enlaces son iguales a
pesar de que los orbitales atómicos en los que están los electrones a
compartir son distintos. En este caso se produce una homogeneización
de un orbital s y dos p (hibridación sp2). Se producen tres
orbitales híbridos sp2:
La molécula de trifluoruro de boro es TRIANGULAR PLANA. Se forma 3 enlaces σ (B-F) y el angulo de enlace F-B- F es de 120º.
c) Metano (CH4);
hibridación sp3 :
El Carbono tiene de número atómico Z = 6 y su estructura electrónica
es:
tiene dos
electrones desapareados y puede formar dos enlaces. Así es su
configuración cuando actúa con valencia 2. Pero la mayoría de los
compuestos del carbono tienen lugar cuando éste actúa con valencia 4,
adquiriendo la siguiente configuración:
Así, al
tener cuatro electrones desapareados puede formar cuatro enlaces
covalentes. Experimentalmente, también se ha comprobado que los cuatro
enlaces son iguales, produciéndose una homogeneización de un orbital s
y tres p (hibridación sp3). Se producen cuatro orbitales
híbridos sp3:
La molécula de metano es TETRAÉDRICA. Se forma 4 enlaces σ (C-H) y el angulo de enlace H-C- H es de 109,5º.
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