Orbitali ibridi

Il  modello dell’ibridazione degli orbitali parte dagli orbitali atomici per giustificare la formazione del legame.

Se, per esempio, si vuole giustificare il legame chimico nel metano si deve avanzare l’ipotesi che il carbonio usi i tre orbitali p e l’orbitale s per legarsi ai quattro atomi di idrogeno.

Se tali orbitali fossero utilizzati così come sono disposti nell’atomo isolato non si potrebbe spiegare la geometria tetraedrica osservata per questa molecola: infatti i tre orbitali p formano tra loro angoli di 90° molto diversi quindi dall’angolo del tetraedro equilatero.

Inoltre l’orbitale s, avendo simmetria sferica, è ugualmente distribuito nella regione dello spazio intorno al nucleo. Queste considerazioni confermano che gli orbitali atomici devono essere modificati all’atto di formazione del legame. Il modello degli orbitali ibridi si basa appunto sull’ipotesi che all’atto della formazione del legame gli orbitali di un atomo subiscano una modificazione: nel caso dell’atomo di carbonio ciò comporta che da tre orbitali p e da un orbitale s si formino quattro nuovi orbitali equivalenti detti ibridi che hanno caratteristiche intermedie tra quelle degli orbitali p e quelle degli orbitali s, con i loro assi di simmetria diretti verso i vertici di un tetraedro come mostrato in figura:

sp3

Se si considerano questo tipo di orbitali invece che gli orbitali atomici si può prevedere correttamente che i quattro legami carbonio-idrogeno siano equivalenti e che la molecola CH4 sia tetraedrica. Gli orbitali ora descritti vengono detti orbitali ibridi sp3 in cui i quattro elettroni del carbonio occupano singolarmente ciascuno dei quattro orbitali ibridi aventi la stessa energia attraverso i quali il carbonio forma quattro legami con quattro atomi di idrogeno. Oltre all’ibridazione sp3 vi è anche l’ibridazione sp2  e sp.

Nell’ibridazione sp2 i tre orbitali giacciono sullo stesso piano formando angoli di 120° tra di loro come si può vedere in figura:

orbitali sp2

mentre nell’ibridazione sp essi giacciono sulla stessa retta facendo un angolo di 180° tra loro come si può vedere in figura:

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On