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Contenido principal
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Transcripción del video

en este vídeo vamos a fijarnos en la hibridación sp3 que podemos hallar en el metano y en el metano así que vamos a empezar con el metano verdad esto es ch4 y si queremos dibujar una estructura de puntos para el metano podríamos empezar con el carbono verdad el carbono tiene sus 4 electrones de valencia y luego ponemos los 4 hidrógenos que están alrededor de este carbono verdad y cada uno de esos hidrógenos tiene un electrón de valencia déjenme ponerlo un poco más cercano tenemos estos cuatro electrones perdón cuatro hidrógenos con su electrón verdad ahí tenemos una estructura de puntos pero es una estructura de puntos de louis verdad y usualmente lo que vemos es algo así tenemos un carbono con cuatro líneas que conectan a los hidrógenos verdad y esto es más o menos lo que observamos y en el metano cada uno de estos enlaces son equivalentes en términos de cosas como por ejemplo la longitud de los de los enlaces y la energía así que los cuatro electrones de valencia del carbono que que dejen por ejemplo primero remarcar los estos cuatro electrones que están alrededor del carbono los podemos traer a esta tabla que he puesto aquí así que podemos poner dos electrones en el 1s de verdad aquí tenemos dos electrones en el 1 s 2 electrones en el 2 s y finalmente tenemos 2 electrones para cada uno de estos orbitales de verdad y por supuesto estamos suponiendo que ya conoce sobre configuración electrónica ok así que vamos a fijarnos en esto si por ejemplo nos fijamos en los 4 electrones de valencia verdad que tenemos digamos y los si nos fijamos en ellos en la anotación de los orbitales que tenemos en esta tabla eso corresponde a estos 4 déjenme marcarlos con otro color corresponde a estos 4 electrones que tenemos por aquí verdad pero eso implicaría que el carbono solo podría formar dos enlaces porque tenemos estos dos electrones que no tienen pareja justamente aquí verdad y por supuesto todo esto tiene distintos niveles de energía y por lo tanto lo que veríamos de manera experimental con no corresponde con la estructura de puntos verdad no no no no cacha digamos la idea de la configuración electrónica queremos aquí verdad así que para explicar esa diferencia linus pauling vino con la idea de hibridación y lo primero que dijo fue lo siguiente que podríamos tomar estos electrones que tenemos en el orbital 12 y podríamos eliminar uno de ellos digamos podríamos quitar este de aquí y moverlo a uno de los orbitales p que tenemos justamente aquí ok justamente como lo hemos movido hasta este momento así que ya lo movimos a este orbital p y ahora estamos en un estado excitado verdad así que tenemos la oportunidad para el carbono de formar cuatro enlaces sin embargo estos electrones no no son digamos equivalentes en el sentido de energía así que linus pauling dijo que hagamos algo algo más vamos a promover este orbital 2s vamos a vamos a moverlo digamos dirección ok vamos a ponerlo digamos aquí y lo que estamos pensando con esta imagen es que estamos promoviendo la digamos la energía que tiene este orbital y en caso contrario con estos orbitales vamos a disminuir su energía digamos ok entonces tenemos aquí estos cuatro orbitales en donde uno de ellos corresponde al orbital ese y tres de ellos a orbitales p muy bien y por supuesto cada uno de ellos tenía un electrón en cada uno de ellos aunque ahí tenemos un electrón en cada uno de estos orbitales y finalmente lo que vamos a hacer es hibridar los es decir éste ya no va a ser un orbital ese va a ser un orbital sp3 éste ya no va a ser un orbital p va a ser un orbital sp3 y lo mismo pasa con nosotros orbitales verdad va a ser un esp 3 es decir estamos hibridando los orbitales la idea central es que estamos tomando un poco digamos de las características y un poco de las características y estamos hibridando los todos juntos en nuevos órbita en nuevos orbitales verdad y como estamos tomando parte de un orbital ese y tres orbitales p estamos por eso es que se les conoce como orbitales híbridos sp3 y así obtenemos lo que estábamos buscando porque ahora tenemos cuatro electrones que no tienen su pareja verdad así que el carbono puede formar cuatro enlaces nuevos y digamos son iguales en energía así que es la idea de la hibridación muy bien ahora vamos a pensar en las características o en la figura que tienen estos nuevos orbitales nosotros sabemos que los orbitales s tienen digamos como una figura de tipo más o menos esférico verdad el tipo esférico que tenemos en los orbitales es verdad y tenemos uno solo estamos tomando un orbital ese y sabemos que los orbitales p tienen como ésta esta forma del lóbulo verdad del lóbulo y debería corregir esta segunda parte porque debe ser igual verdad y de esto tenemos tres entonces qué es lo que obtenemos vamos a tener ahora cuatro figuras que más o menos son de tipo lóbulo por arriba pero tienen una un lóbulo mucho más pequeño por abajo verdad ahora digamos que el orbital final digamos el orbital híbrido final contiene digamos el 25 por ciento de características s mientras que el 75 por ciento tiene características del orbital p y nuevamente esto se debe simplemente porque partimos de un orbital ese y tres orbitales muy bien entonces vamos a volver al metano ahora nosotros sabemos que este carbono tiene una hibridación sp3 así que vamos a tratar de hacer un dibujo por aquí abajo así que primero pintemos nuestro carbono ahí tenemos nuestro carbono y vamos a dibujar los cuatro orbitales sp3 verdad y nuevamente cuando dibujamos las órbitas con los orbitales perdón vamos a ignorar los digamos estos lóbulos pequeños que tenemos por detrás verdad así que esto es sólo para que no nos confunda tenemos los cuatro orbitales digamos tenemos aquí en este día otro orbital y el cuarto verdad y finalmente tenemos que mostrar por supuesto que cada uno de estos orbitales tiene un electrón en el ok ahí están nuestros cuatro electrones que de hecho lo podemos ver justamente de aquí que cada uno de estos tiene está en un en un nuevo orbital digamos el tipo sp3 verdad que es híbrido muy bien entonces ahí tenemos nuestro electrón en cada uno de ellos y cuando estamos hablando del metano nosotros sabemos que el carbono está unido a cuatro hidrógenos verdad y cada hidrógeno tiene un orbital ese que es que no está hibridado verdad así que cada hidrógeno va a tener un orbital efe que no está híbrida de verdad de ellos tiene uno de estos orbitales es verdad y aquí tenemos nuestros cuatro hidrógenos 1 2 3 4 verdad y tiene su electrón en este orbital ahí está los 4 electrones correspondientes a los hidrógenos esto es simplemente una digamos una imagen de lo que sería la molécula del metano verdad todos esos hidrógenos ya los hemos puesto y podemos observar que en el enlace se forma justamente aquí déjenme marcarlo con otro color los enlaces se forman justamente aquí en donde tenemos un traslape entre los orbitales esto es justamente donde se forman los enlaces y es justamente porque estamos compartiendo electrones verdad y esto en química se le conoce como los enlaces sigma todos estos corresponden a enlaces muy bien entonces en vez de decir que tenemos enlaces simples o digamos simples se refiere a que solo es digamos lo que tenemos en la estructura de puntos como una sola línea verdad esto simplemente en química se le conoce como enlace sigma y como podemos observar en este dibujo en realidad nosotros tenemos cuatro enlaces y ahora vamos a fijarnos en la molécula del etano muy bien entonces si nos fijamos en la molécula del etano recordemos que su fórmula molecular es de 2 h 6 verdad y si tratamos de dibujar su estructura de puntos aunque tenemos 2 carbonos unidos y luego podemos pintar los 6 hidrógenos verdad justamente vemos 34 6 tenemos en total 6 hidrógenos y justamente si queremos hacer un análisis similar nosotros ya hemos visto que un carbono con cuatro enlaces simples pues va a tener una hibridación sp3 verdad esto va a tener una hibridación sp3 justamente digamos siguiendo la misma el mismo argumento que con el metano verdad que aquí teníamos una hibridación sp3 entonces estos dos carbonos que tenemos en el etano tienen una hibridación sp3 vamos vamos a tratar de dibujar cómo se vería esto a poner más espacio un poco más de espacio y tenemos nuestro carbono que tenemos del lado izquierdo verdad y tendremos sus cuatro orbitales híbridos sp3 muy bien tenemos estos los 34 orbitales y del lado izquierdo tenemos otro carbono verdad que también tiene cuatro orbitales híbridos y estos dos se traslapan para formar un enlace sigma verdad por supuesto tiene sus otros tres orbitales y ahí tenemos más o menos un esbozo inicial de lo que es esta molécula y recordemos que en cada uno de estos orbitales hay un electrón verdad y aquí por supuesto como hay un traslape pues lo comparten dos electrones y tenemos el resto de los electrones finalmente hay que agregar los hidro genes verdad tenemos 6 hidrógenos con sólo un orbital s que no está híbrida de verdad aquí tenemos un hidrógeno verdad y para hacerlo más rápido simplemente voy a poner estos orbitales s s que corresponden a los hidrógenos verdad vamos a ahorrar tiempo bueno vamos a poner que estos son hidrógenos todos estos de color azul corresponden a hidrógenos entonces si nos preguntamos cuántos enlaces sigma tenemos en esta molécula pues simplemente tenemos que calcular obtenemos que observar más bien cuántos traslapes de orbitales podemos hallar y aquí hasta este momento llevamos 4 5 6 y finalmente recordemos que estos dos orbitales híbridos se trasladan entonces lo que tenemos son siete enlaces muy bien y esto por supuesto lo podemos verificar en la estructura de puntos verdad aquí tenemos uno dos tres cuatro cinco seis y siete enlaces sigma que son los enlaces simples vamos a irnos digamos a la última parte y vamos a centrarnos en el enlace que tenemos entre los dos carbonos verdad vamos a fijarnos justamente en este enlace de aquí y ahí tenemos por supuesto un enlace sigma que además tiene una rotación libre por por ser un enlace sigma ok entonces este enlace tiene una rotación libre digamos ok y con esto queremos decir que los carbonos pueden rotar en el espacio digamos con con esta dirección y eso le va a dar distintas conformaciones ok podríamos tener distintas conformaciones para la molécula del etano y que es algo que vamos a entrar en detalle en vídeos posteriores así que si tenemos una rotación libre alrededor de los enlaces sin más déjenme déjenme escribirlo esto es una rotación libre aunque pueden rotar en el espacio alrededor o digamos en esta dirección en los enlaces sigma y eso nos va a permitir tener distintas conformaciones para esta molécula y lo último que quiero remarcar es que para esta molécula del etano ok si nos fijamos en es en la longitud que hay en este enlace la longitud entre estos dos carbonos digamos resulta ser aproximadamente aproximadamente de 1.54 amstrong y por supuesto dependiendo el libro de texto que esté revisando puede ser que tengas distintos valores ligeramente distintos verdad pero digamos que aproximadamente corresponde a este valor y la razón por la cual es necesario conocer esto es porque vamos a comparar este tipo de enlaces entre carbonos y vamos a compararlos en términos de su longitud verdad de la longitud del enlace y vamos a compararlo con otras moléculas en otros vídeos
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