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Transcripción del video

vamos a recordar un poco lo que ya sabemos acerca de los orbitales sólo algunas cosas que ya vimos en la lista de química y bueno digamos que está por aquí el núcleo de nuestro átomo es una cosa así súper chiquita y alrededor de él tenemos a nuestro orbital s1 que podemos pensarlo como una nube vamos a escribirlo por aquí tenemos a nuestro orbital 1s y en éste orbital caben dos electrones entonces el primero electrón de cualquier átomo siempre está en el orbital s1 y también podemos tener otro electrón en el orbital ese 1 por ejemplo el hidrógeno tiene un solo electrón que tiene que estar en la órbita ese uno y otro ejemplo es el helio que tiene dos electrones y los dos están en la órbita s1 y sólo hasta que ya llenamos la órbita s1 es que los electrones empiezan a estar en la órbita 2s que hoy vamos a poner aquí la órbita 2 s tenemos que pensar en esta órbita s2 como la cascada de la órbita s1 y en realidad no podemos pensar en estas órbitas como cosas sólidas en realidad tenemos que pensar en ellas como nubes de probabilidad o sea todos los puntitos en los cuales es probable que se encuentra el electrón entonces el orbital s2 es como una cáscara de nube alrededor del orbital f1 y el siguiente electrón de este átomo va en este orbital al igual que el cuarto electrón de este átomo ahora estoy poniendo una flecha hacia arriba y otra flecha hacia abajo en estas dos orbitales porque un electrón gira hacia un lado y el otro electrón gira en la dirección opuesta cree y a la forma en que giran le llamamos espn que viene de la palabra pin giro en inglés y eso pasa en todos los hospitales siempre tenemos un electrón girando en un sentido conciertos pin y otro electrón girando en el sentido contrario con el pino puesto ahora si seguimos agregando electrones el acto para empezar a utilizar las órbitas 2p hay tres de éstas órbitas 2p y en cada una de ellas pueden estar a lomas 2 electrones entonces en total en las órbitas 2p caben seis electronis pero bueno vamos a necesitar poner estas órbitas más pequeñas y dibujar los ejes x y y z aunque y recuerda que es un dibujo tridimensional este es el eje x x para adelante y para atrás luego por aquí tenemos el eje che para adelante y para atrás piensa que esto es un plano que estamos viendo desde arriba y finalmente el eje z eje z aunque ellos es el eje che y bueno podríamos decir que los orbitales 2p stange alargados a lo largo de cada uno de estos ejes aunque hay por ejemplo hay un orbital al que llamamos 2 p x porque corre a lo largo del eje x en una forma de mancuerna en una forma más o menos así que bueno en realidad estas dos hojas son simétricas pero te hace estar más grande para que como que resaltará en el dibujo y bueno recuerda que son nubes de probabilidades y también tenemos un orbital 2p que corre a lo largo del eje che que también es una nube de probabilidad que representa la probabilidad de que un electrón esté en ese punto como corre a lo largo del eje ye llamamos el orbital 2p llegue y también tenemos un orbital llamado 2 p z porque tiene una forma de mancuerna alargándose en el eje z y entonces si seguimos agregando electrones o sea si ponemos un quinto electrón es electrón va a ir a la órbita dos px un electrón en la órbita dos px ahora agregamos otro electrón ese electrón no se va a poner en la órbita dos px se va a poner en la órbita dos peyé gay porque los electrones quien está separado del resto de los electrones entonces el sexto electrón se va órbita dos belle si agregamos otro electrón este nuevo electrón no se va ni a la órbita dos px ni a la órbita dos pellé este electrón se va a la órbita dos pz y finalmente si agregamos un octavo electrón entonces ahora sí ya se mete a la órbita dos px pero con el espín contrario al electrón que ya está en la órbita dos px y bueno si seguimos agregando electrones ahora si se van a llenar estas otras dos súbditos entonces éste fue un pequeño repaso con un poco de visualización ahora tomando en cuenta lo que acabamos de ver pensemos en qué es lo que le sucede a los átomos de carbono en un sitial crear un bono que tiene como número atómico 6 o sea que tiene seis electrones electronics y su configuración electrónica es 1 s al cuadrado luego 2s al cuadrado y luego 2p al cuadrado ok esto lo que significa es que tenemos la órbita 1s y aidos electrones en la órbita 1s luego tenemos la órbita 12s y pues si agregamos otros dos electrones esos tienen que ir a la órbita 12 y finalmente pues como tenemos seis electrones y ya tenemos cuatro electrones en las órbitas 1s y 12 se tiene que haber dos electrones en alguna órbita 2p no necesariamente la misma como estábamos viendo por aquí y cómo vamos a necesitar más espacio y vamos a hacer todo esto más chiquito y vamos a poner por aquí los orbitales del carbón no tenemos por qué el 11 s el 2 s el 2t x 2 p ye 2 p z y entonces siguiendo la configuración electrónica del carbono sabemos que aquí tiene que haber un electrón luego el segundo electrónica también aquí en la órbita 1s el tercer electrón por aquí no habitado cese al igual que él 4º electrón y después tenemos dos electrones en la órbita 2 p entonces el quinto electrón va en la órbita dos px qué bueno en realidad pudo haber sido la órbita dos belle o la órbita dos pz todo depende de cómo le llamemos a nuestros eje y el sexto electrón va en cualquiera de las otras dos órbitas 2 p entonces vamos a decir que está en la órbita dos pelli y de hecho si lo dibujamos nos queda algo como esto aquí está el eje de las x aquí está el eje de la css y por aquí está el eje de la z y entonces nuestro núcleo estado como por aquí y la órbita 1s estamos aquí toda esta nube es la órbita 1s y tenemos dos electrones podríamos decir que están saltando o moviéndose con giros o puestos en esta nube alrededor del núcleo que es la órbita 1s luego tenemos la órbita 2s que es otra nube pero en forma de cáscara alrededor de la órbita 1s y en esta órbita tenemos también todos electrones girando en direcciones opuestas luego tenemos la órbita dos px que es esta órbita en forma de mancuernas por aquí y aquí tenemos únicamente un electrón y finalmente tenemos la órbita dos peyé que es esta otra orbite la órbita dos peche en la cual está saltando por ahí únicamente un electrón y bueno basándonos en esto de aquí pues vemos que nada más aquí hay dos electrones que como que están muy sólidos porque no tienen a otro electrón que esté girando en la dirección opuesta y entonces estos dos electrones ósea estas dos órbitas son los lugares en los que nosotros podríamos creer que el carbono hace sus enlaces aunque y si nos quedamos con este moverla únicamente nosotros podríamos pensar que el cargo no sólo hace dos enlaces y lo hace con estos electrones que están saltando en las órbitas 2 px y 2 pie sin embargo el carbono es un poquito más complejo y sus electrones no se quedan estrictamente con esta configuración cuando hacen un enlace con otro átomo por ejemplo el metano es un carbono que hizo un enlace con 4 hidrógenos y si el carbono siempre tuviera esta configuración entonces podríamos pensar que hace únicamente dos enlaces en lugar de cuatro porque aquí tenemos únicamente dos electrones que están solitos buscando alguna pareja algún otro electrón que gire en el sentido contrario y esos son los electrones que forman los enlaces los que están solitos entonces si los electrones del carbono siempre tuvieron esta configuración el carbono sólo podría tener dos enlaces y sabemos que no es así el carbono siempre hace cuatro enlaces porque al cargo no le gusta pretender que tiene ocho electrones bueno de hecho a todos los átomos les gustaría pretender que tienen ocho electrones y para hacer esto de pretender que tienen ocho electrones de los átomos cambiar la configuración en la que están sus electrones en las órbitas para poder formar más enlaces y de esa forma poder pretender que los electrones del otro átomo son parte de sus electrones y así pretender que tiene ocho electronics entonces esta configuración de los electrones del carbono no sucede no sucede cuando el carbono hace enlaces cuando el carbono así así enlaces en la fe es lo que realmente sucede cuando el carbono hasta enlaces y bueno esto nos va a llevar a discutir las órbitas híbridas esp 3 pero pues va a saber que son mucho más sencillas que su nombre lo que realmente sucede con el carbono es que sus órbitas se ven así a ver tenemos el 11 s el 2 s el 2 x 2 de jean y dos de z y el primer electrones del orbe 1s el segundo electrones está en la órbita 1s sabemos que tienes seis electrones y que el carbono hace cuatro enlaces cree y esto lo que significa es que tiene cuatro electrones saltando libremente en alguna órbita además solito sin algún otro electrón con su spin contrario en esa misma órbita y esos cuatro electrones solitos están dispuestos a involucrarse con alguna electrón de otra molécula y así formar un enlace con esa molécula que en el caso del metano esa otra molécula es un átomo de hidrógeno lo que nos podemos imaginar es que llega un átomo de hidrógeno y jala a este electrón bueno a este lector de aquí llega y lo atrae y lo jala a un mayor estado de energía y lo jala hasta acá a la órbita dos pc está ok entonces el electrón aparece por aquí en la órbita dos pz y estos dos electrones están por aquí y ahora sí tenemos cuatro electrones libres para formar cuatro enlaces ahora es un poco arbitrario esto de cuál electrónica en cuál de las órbitas y con este modelo todavía estamos sugiriendo que estos enlaces suceden pues en éstas órbitas que dibujamos por aquí cuando en realidad estos electrones no se van a quedar en tal cual en estas órbitas que dibujamos por aquí lo que hay si van a tener su órbita pero no va a ser como la que dibujamos aquí aunque éste electrón no se va a quedar en la órbita 2s este electrón no se va a quedar en la órbita dos px y no a pasar lo mismo con estos dos sino que más bien se va a formar como que una mezcla entre estas cuatro órbitas aunque hay cada uno de estos electrones para pasar una cuarta parte del tiempo en la órbita 12 c y las otras tres cuartas partes del tiempo en una órbita que se parece a una del tipo 2 p aunque hay entonces éste electrón no va a estar en la órbita 12c sino en una órbita a la que le vamos a llamar 2 sp y lo mismo pasa con todos estos electrones pasan 25 por ciento el tiempo en una órbita s y 75 por ciento del tiempo en una órbita del tipo p ok pero aquí me faltó poner el 3 a todas estas órbitas porque tenemos una órbita del tipo de voces e iu tres órbitas del tipo 2 p por qué entonces cuando se combinan estas cuatro órbitas se forman cuatro órbitas de la forma 2 sp kubica a ver si ahora sí queremos dibujar lo vamos a hacerlo por aquí una órbita 12 ceense esta forma común en nube en forma de cascada alrededor del núcleo y una órbita 2 p de esta forma me más o menos es la órbita 2 s y esta es la órbita 2p y cuando estas dos órbitas se mezcle para formar la órbita 12 sp 3 lo que nos queda es una órbita de esta forma que ésta es una órbita 2 s p kubica es la órbita híbrida y ir y 12 sep efe tres aunque muchas veces nos olvidamos de este 2 todos estos orbitales y le llamamos simplemente la órbita híbrida sp3 ahora que nos referimos con híbrida pues las cosas y bridas son las cosas que son combinaciones de dos cosas por ejemplo los coches híbridos lo que usan es gas y electricidad en este caso tenemos dos tipos de órbitas y los combinemos y se forme la órbita híbrida sp3 gay y éstas son las órbitas en los que se mueven los electrones del carbono como el carbono hace enlaces con otras moléculas como el hidrógeno y entonces cuando dicen que el carbono tiene órbitas híbridas esp 3 cuando hacen la ces con 4 hidrógenos para formar el metano a lo que se refieren es que tiene cuatro de éstas órbitas que son una combinación de una órbita s y tres órbitas pues entonces vamos a dibujarlo más abajo por ejemplo digamos que tenemos por aquí el carbono y pues como estamos bien no tiene cuatro órbitas esp 3 aunque entonces tienen por aquí un globito saliendo por acá y del otro lado tiene un globito pero mucho más chiquito que hay por qué si son las favoritas híbridas sp3 después tiene otra órbita por aquí pero piensa que estamos en la segunda dimensión y bueno aquí esto no me va a salir muy bien dibujado pero tiene una órbita que está detrás de estas dos órbitas aunque y piénsalo así como que tenemos un tripié ley está detrás de esta orbite pero pues en realidad esta parte está detrás de la órbita azul y lo mismo esta parte está detrás de la órbita verde y finalmente tenemos otra órbita por aquí que sale hacia arriba aunque y si no le ponemos volumen en las órbitas y los pensamos nada más con palitos tenemos aquí el carbono el núcleo del carbono y luego tenemos una órbita que está yendo hacia adelante hacia acá luego tenemos otra órbita que está yendo hacia adelante hacia acá y otra órbita que está yendo hacia está directamente hacia atrás entonces tenemos aquí un tripié claramente y una órbita que está yendo ni hacia adelante ni hacia atrás simplemente hacia arriba aunque es tal cual un tripié que entonces este es nuestro carbón o no esto carbono y si vamos a construir una molécula de metano este carbono base de enlaces con 4 hidrógenos entonces por aquí está un hidrógeno que tiene únicamente un electrón en su órbita 1 efe y esa órbita se ve así tal cual porque tiene otro hidrógeno y otro hidrógeno y otro hidrógeno la verdad aquí es que estas patas del tri pie debían de haber quedado mucho más abiertas aunque entonces esto es una molécula de metano que es se h 4 gay y aquí está órbita noé se está haciendo un hace con esta órbita esp 3 entonces si nos quedáramos con el modelo en el cual no estamos considerando que se forman estas órbitas y variedad pues nosotros podríamos pensar por aquí que tenemos un hidrógeno por acá o un hidrógeno por acá por acá que si te fijas pues estas moléculas forman una estructura completamente distinta a la estructura que tenemos por aquí con el tripié cierto o sea esta estructura si lo ponemos los hidrógenos por aquí tiene forma de tetra ebro que si se apega a la realidad de cómo se comporta el carbono cuando hace enlaces con otras moléculas el carbono con más enlaces conocido henok y con otras cosas tiene una forma de tetra ebro pero que ello sea una forma como un tripié y eso tiene sentido si tenemos cuatro órbitas del mismo tipo que ya estás órbitas nos híbridos entre la órbita s y la órbita pp y otra cosa de notación que es importante aquí es que este tipo de enlace es un enlace sigma enlace enlace sigma de la letra griega sigma gay ahora cómo se forman los enlaces ígnea fue después pensar aquí está el núcleo y aquí está el núcleo entonces esta órbita podremos pensar que está apuntando en esta dirección y esta órbita como circular podríamos pensar que está apuntando en todas las direcciones incluso en esta dirección y si tenemos dos órbitas que están apuntando a la una hacia la otra y se intersectan esas dos órbitas como en este pedazo entonces decimos que tenemos un enlace sigma otra forma de verlo es que tenemos por aquí dos núcleos los conectamos por un el line y si la intersección de las dos órbitas está en medio de la línea que une a los dos núcleos entonces también decimos que tenemos un enlace signo y este enlace es el enlace más fuerte de los enlaces covalentes me parece que este va a ser un buen tema de discusión para el próximo video cuando empiece a hablar acerca de los enlaces pig pero mientras tanto el meollo del asunto en este vídeo es hablar acerca de las órbitas esp 3 y bueno ya vimos que las órbitas sp3 son simplemente la combinación de una órbita s con una órbita p los electrones que están en una órbita sp3 lo que hacen es pasar el 25 por ciento de su tiempo en una órbita s y el 75 por ciento de su tiempo en una órbita del tipo p y resulta que el ángulo entre cada una de estas órbitas es de 109.5 aquí no lo dibujé muy bien pero de este lado si lo dibujé muy bien el ángulo entre todas estas patitas que son las órbitas del carbono todos estos ángulo y este ángulo entre esta órbita y esta órbita también con esta órbita y este ángulo también y el ángulo que están más difícil de dibujar por el ángulo entre esta órbita y la órbita naranja también son ángulos exactamente iguales y miden 109.5 grados y por eso es que la molécula de metano tiene una forma de tetra ebro porque las órbitas del carbono se combinan para formar cuatro órbitas igualita llamadas órbitas híbridas esp 3