Orbital atómico frente a orbital híbrido
El enlace en las moléculas se entendió de una manera nueva con las nuevas teorías presentadas por Schrödinger, Heisenberg y Paul Diarc. La mecánica cuántica entró en escena con sus hallazgos. Descubrieron que un electrón tiene propiedades tanto de partícula como de onda. Con esto, Schrödinger desarrolló ecuaciones para encontrar la naturaleza ondulatoria de un electrón y presentó la ecuación de onda y la función de onda. La función de onda (Ψ) corresponde a diferentes estados para el electrón.
Orbital atómico
Max Born señala un significado físico para el cuadrado de la función de onda (Ψ2) después de que Schrödinger presentara su teoría. Según Born, Ψ2 expresa la probabilidad de encontrar un electrón en un lugar determinado. Entonces, si Ψ2 es un valor mayor, entonces la probabilidad de encontrar el electrón en ese espacio es mayor. Por lo tanto, en el espacio, la densidad de probabilidad de electrones es grande. Por el contrario, si Ψ2 es bajo, entonces la densidad de probabilidad de electrones allí es baja. Los gráficos de Ψ2 en los ejes x, y y z muestran estas probabilidades, y toman la forma de los orbitales s, p, d y f. Estos se conocen como orbitales atómicos. Un orbital atómico se puede definir como una región del espacio donde la probabilidad de encontrar un electrón es grande en un átomo. Los orbitales atómicos se caracterizan por números cuánticos, y cada orbital atómico puede acomodar dos electrones con espines opuestos. Por ejemplo, cuando escribimos la configuración electrónica, escribimos como 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n valores enteros son los números cuánticos. El número en superíndice después del nombre del orbital muestra el número de electrones en ese orbital. Los orbitales s tienen forma de esfera y son pequeños. Los orbitales P tienen forma de mancuerna con dos lóbulos. Se dice que un lóbulo es positivo y el otro lóbulo es negativo. El lugar donde dos lóbulos se tocan se conoce como nodo. Hay 3 orbitales p como x, y y z. Están dispuestos en el espacio de modo que sus ejes sean perpendiculares entre sí. Hay cinco orbitales d y 7 orbitales f con diferentes formas. Entonces, colectivamente, a continuación se muestra el número total de electrones que pueden residir en un orbital.
s orbital-2 electrones
orbitales P- 6 electrones
d orbitales- 10 electrones
f orbitales- 14 electrones
Orbital híbrido
La hibridación es la mezcla de dos orbitales atómicos no equivalentes. El resultado de la hibridación es el orbital híbrido. Hay muchos tipos de orbitales híbridos formados por la mezcla de orbitales s, p y d. Los orbitales híbridos más comunes son sp3, sp2 y sp. Por ejemplo, en CH4, C tiene 6 electrones con la configuración electrónica 1s2 2s2 2p 2 en el estado fundamental. Cuando se excita, un electrón en el nivel 2s se mueve al nivel 2p dando tres electrones 3. Luego, el electrón 2s y los tres electrones 2p se mezclan y forman cuatro orbitales híbridos equivalentes sp3. Asimismo, en la hibridación sp2 se forman tres orbitales híbridos y en la hibridación sp se forman dos orbitales híbridos. El número de orbitales híbridos producidos es igual a la suma de los orbitales que se hibridan.
¿Cuál es la diferencia entre los orbitales atómicos y los orbitales híbridos?
• Los orbitales híbridos se forman a partir de los orbitales atómicos.
• Diferentes tipos y cantidades de orbitales atómicos participan en la creación de orbitales híbridos.
• Los diferentes orbitales atómicos tienen diferentes formas y números de electrones. Pero todos los orbitales híbridos son equivalentes y tienen el mismo número de electrones.
• Los orbitales híbridos normalmente participan en la formación de enlaces sigma covalentes, mientras que los orbitales atómicos participan en la formación de enlaces sigma y pi.
