Tema 08 - Hibridación y polaridad molecular

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33UNI SEMESTRAL 2013 - III QUÍMICA TEMA 8
HIBRIDACIÓN Y
POLARIDAD MOLECULAR
QUÍMICA
I. HIBRIDACIÓN: SP, SP2, SP3
Es aquel fenómeno químico mediante el cual dos orbi-
tales puros diferentes de un mismo nivel se combinan
para generar 2 o más orbitales híbridos de la misma for-
ma, misma longitud, misma energía y mismas posibili-
dades para poder saturarse.
Ejemplos:
1. Sean 2 orbitales puros:
2s
2 orbitales híbridos
2sp
2sp2px
2. Sean 3 orbitales puros:
3 orbitales híbridos
2sp2
2sp2
2sp2
2p
y
2px
2s
A. Analizando según Lewis
Para el carbono en su estado basal, normal o fun-
damental (Z = 6).
6
C: Núcleo;1s 2s 2px py pz
 Su estructura sería así:
Z
H
H
C
H
H
En realidad esta molécula ,
 lo que existe es el CH4
B. Analizando según la hibridación
1. Hibridación "sp3"
Resulta de la combinación de un orbital "s" con
3 orbitales "p" puros generándose 4 nuevos
orbitales híbridos 3sp .
• Para el carbono (6C) en el CH4.
 
 
 
Forma general: AB4
Conclusiones:
– El "C" está híbrido en sp3 y tiene 4 orbitales
híbridos.
– Tiene 4 enlaces .
– Ángulo de enlace: 109º 28’
– No presenta ningún orbital solitario.
– Presenta forma tetraédrica.
DESARROLLO DEL TEMA
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• Para el nitrógeno (7N) en el NH3.
 
 
H
107º
H
H
N
H
H
H
N
Forma General: AB3
Conclusiones:
– El "N" está híbrido en sp3, de los 4 orbitales
híbridos, 3 son de enlace  y 1 orbital
solitario.
– Ángulo de enlace: 107º.
– Presenta forma piramidal triangular.
• Para el oxígeno (8O) en el H2O
 
 
Conclusiones:
– El "O" está híbrido en sp3, de los 4 orbitales
híbridos 2 son de enlace  y dos son
orbitales solitarios.
– Ángulo de enlace: 104º30’  104,5º.
– Presenta forma angular.
2. Hibridación "sp2"
Resultado de la combinación de 1 orbital "s" y 2
orbitales "p" puros, generándose 3 nuevos orbi-
tales híbridos sp2.
• Para el boro (5B) en el BH3.
 
 
Conclusiones:
– El “B” está híbrido en sp2 y tiene 3 orbitales
híbridos.
– Hay 3 enlaces  .
– Presenta forma triangular planar.
– Ángulo de enlace: 120º.
• Para el SnCl2
SnC2 Sn
C C
Conclusiones:
• El Sn está híbrido en sp2 y tiene 3 orbitales
híbridos.
• Hay 2 enlaces  y 1 orbital solitario.
• Forma angular.
• Ángulo de enlace: 95º.
• Para el carbono híbrido en sp2, en el C2H4
 
 
– El "C" está híbrido en sp2.
– Cada carbono tiene 3 enlaces  y 1  .
– El enlace  es entre orbitales frontales y
el enlace  es entre orbitales paralelos.
– Ángulo de enlace: 120º.
– El enlace  es más fuerte que el enlace  .
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3. Hibridación "sp"
Resulta de la combinación de 1 orbital "s" y 1
orbital "p" puro, generando 2 nuevos orbitales
híbridos "sp".
Ejemplo:
• Para el berilio (4Be), en el BeH2
Conclusiones:
• Hay 2 enlaces  , ningún orbital solitario,
el Be está híbrido en "sp".
• Ángulo de enlace: 180º.
• Presenta forma lineal.
• Para el carbono híbrido en sp
 
 
Conclusiones:
• Cada carbono tiene 2 enlaces  (con or-
bitales híbridos sp) y 2 enlaces  (con
orbitales "p" puros).
• Ángulo de enlace: 180º.
• Presenta forma lineal.
4. Hibridación "sp3d"
Resulta de la unión de 1 orbital "s", 3 orbitales
"p" y 1 orbital "d" puros para generar 5 nuevos
orbitales híbridos sp3d.
• Para el 15P en el PCl5.
 
Conclusiones:
– Hay 5 enlaces .
– Hay 3 orbitales ecuatoriales y 2 axiales.
– Forma: bipiramidal triangular.
– Ángulo de enlace: 120 ; 180     
Conclusiones:
– Hibridación sp3d.
– Forma balancín ó tetraedro irregular.
– Hay cuatro enlaces sigma y un orbital solitario.
– Ángulo de enlace 102º; 177º    .
Conclusiones:
– Hibridación sp3d; hay 3 enlaces sigma.
– Forma de T; hay dos orbitales solitarios.
– Ángulo de enlace: = 83,5º.
Conclusiones:
– Hibridación sp3d.
– Forma lineal.
– Ángulo de enlace:  = 180º.
5. Hibridación "sp3d2"
Resulta de la unión de un orbital "s", 3 orbitales
"p" y 2 orbitales "d" puros, para formar 6 nuevos
orbitales híbridos sp3d2.
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• Para el 16S en el SF6.
 
F
F
F
F
F
F
F
FF
F
F
F
SSF6 
 




Conclusiones:
– El "S" está híbrido en sp3d2.
– Hay 4 orbitales ecuatoriales y 2 axiales.
– Tiene forma octaédrica.
– Es una molécula apolar.
– Presenta 6 enlaces .
– Ángulo de enlace: 90º ; 180º    .
Conclusiones:
– El "C" está híbrido en sp3d2.
– Tiene forma piramidal cuadrada.
– Hay 5 enlaces  y 1 orbital solitario.
– Ángulo de enlace: Hay 4 ángulos de  = 87º.
Conclusiones:
– El Xe está híbrido en sp3d2.
– Tiene forma cuadrada planar.
– Presenta 4 enlaces  y 2 orbitales so-
litarios.
– Ángulo de enlace: Hay 4 ángulos de =
90º.
– Su molécula es apolar.
II. MOLÉCULA POLAR, APOLAR Y RESO-
NANCIA
A. Molécula polar
Resulta por lo general cuando la estructura mole-
cular es asimétrica y cuando el átomo central (si lo
hay) presenta electrones libres. En moléculas bi-
narias, a mayor EN, el enlace se polariza más.
Ejemplo:
2H O O
H
+
H
+ 
 + 
molécula 
polar
(Di polo)
• H C 
 
H

– C

 Dipolo
natural
+
• 3O 
Además se conoce que la E.N. (O = 3,5;C = 3,0;
H = 2,1), entonces para:
• H2O: DEN (H – O = 1,4)
• HC: DEN (H – C = 0,9)
• Polaridad de enlace: 2H O > HC
1. Momento dipolar ( )
Mide el grado de polaridad del enlace, el sentido
del vector va del átomo de menor a mayor. E.N.
(  : ).
q.  l
q = carga del electrón (uec)
 = longitud de enlace (cm)
En el S.C.G.S: q = 4,8 . 1010 u.e.c.
• Unidad del "u" es el Debye.
• 1 Debye = 1810 u.e.c. cm.
Ejemplo:
O
H H
 +

+H C
B. Molécula apolar
Resulta cuando la estructura molecular es simétrica y/o
cuando el átomo central no presenta electrones libres.
Ejemplo:
4CC 
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Observación
Los vectores momento dipolar ( ) se anulan entre
sí; entonces como la molécula es simétrica, los
centros de cargas parciales (  y  ) caen el mismo
punto, neutralizándose, de esa manera la molécula
es apolar.
2N : N  N : 
En el 2N los e– están equidistantes de ambos áto-
mos (No hay ) la molécula es apolar..
1. Resonancia
Es la deslocalización de los electrones de enlace
 , que por ser débiles pueden moverse en toda
la estructura, reforzando al enlace simple y ha-
ciendo equitativo la longitud de enlace alrede-
dor del átomo central. De esta manera en el
análisis de la estructura se observarán diferentes
formas resonantes, aparentes, que podrían ser
reemplazado por un solo híbrido de resonancia.
En forma empírica para que una especie quími-
ca (molécula o ión) presente resonancia, esta
debe poseer por lo general (salvo ciertas ex-
cepciones) un átomo central rodeado de áto-
mos iguales (o del mismo grupo) y a su lado
uno o más enlaces dobles.
Ejemplo:
1. 3O 
2. 2CO O=C=O
3 formas resonantes
O C O O C O
 O C O Híbrido de resonancia}
3. NO3
O
N
O
O
O
N O
O
O
N O
O
3 formas resonantes
 
Problema 1
Indique cuáles de las siguientes parejas
[fórmula = nombre] son correctas:
I. MnO2 = óxido de manganeso (IV)
II. N2O4 = tetróxido de dinitrógeno
III. HBrO = ácido bromoso
UNI 2010-II
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) I y II
E) II y III
Resolución:
Operación del problema
I. Verdadero
Mn(2, 3) Metal
4
2Mn(4,6, 7) NoMetal MnO

 
II. Verdadero
N2O4 Tetróxido de dinitrógeno
 (nomenclatura sistemática)
III. Falso
1
Br(1, 3, 5, 7) HBrO


ácido hipobromoso
(nomenclatura clásica)
Respuesta: D) I y II
Problema 2
Señale la alternativa correcta, después
de determinar la correspondencia en-
tre los nombres de los iones y la fór-
mula química.
UNI 2011-IA) Mn2+ magnánico
B) Hg2+ mercurioso
C) Sn2+ estannoso
D) Pb2+ plúmbico
E) 2–2O óxido
Resolución:
Ubicación de incógnita
Indicar la veracidad del problema
A) Falso:
Mn(2, 3): Mn+2
 Ión manganoso
B) Falso:
Hg(1, 2): Hg2+
 Ión mercúrico
C) Verdadero:
Sn(2, 4): Sn2+
 Ión estannoso
D) Falso:
Pb(2, 4): Pb2+
 Ión Plumboso
E) Falso:
2–
2O  Ión peróxido
Respuesta: C) Sn2+ estannoso
Problema 3
Señale la alternativa que presenta la
secuencia correcta, después de deter-
minar si la proposición es verdadera (V)
o falsa (F).
problemas resueltos
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Respecto a la correspondencia entre
el nombre y su fórmula química:
UNI 2011-II
I. Nitrito de mercurio (I) – Hg2(NO2)2
II. Sulfuro de potasio – KS
III. Fosfato de magnesio – Mg3(PO4)2
A) VVF
B) VFV
C) FVV
D) FFV
E) FFF
Resolución:
Ubicación de incógnita
Relación nombre-fórmula
Análisis de los datos o gráficos
I. El ion mercurioso es un dímero:
2
2Hg
 .
Nitrito de mercurio (I):
Hg2(NO2)2
II. Sulfuro de potasio:
1 2
2K S K S
  
III. Fosfato de magnesio:
2 3
4 3 4 2Mg (PO ) Mg (PO )
  
Operación del problema
Con los nombres dados hemos hallado
las fórmulas correspondientes y tenemos:
Conclusión y respuesta
I. Verdadero
II. Falso
III. Verdadero
Respuesta: B) VFV