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Hibridación de orbitales en el carbono


Otro de los pequeños proyectos para intentar facilitar la visualización de fenómenos relacionados con la física y la química consistió en utilizar un tetraedro que con 6 palillos armé hace más de un año, agregándole un núcleo o kernel central, una base y un alambrecito forrado para acomodar la bola central en el centro del tetraedro.

¿Qué intenté representar? Veamos...

Cuando el átomo de carbono se "prepara" para formar un enlace simple, reacomoda sus 4 electrones más externos de modo de optimizar su situación y así lograr una valencia (estado de oxidación) 4 en vez de los 2 que conseguiría si no hiciera esta modificación.Por supuesto, todo es una cuestión de energías porque ni el átomo de carbono ni ningún otro átomo está capacitado para tomar decisiones.
Esta mezcla de orbitales (1 s con 2 electrones originales y 3 p que alojan los otros 2) se denomina "hibridación". Recordemos que un híbrido es el resultado de la "mezcla" o "combinación" de dos o más elementos  para formar un nuevo elemento que incorpora características de los que le dieron origen y otras nuevas.

Como bien expresan los profesores Mosquera Suárez y Arenas de la Rosa en su gran trabajo "Nuevo Estudio de la Química Moderna" (2001 - Terranova Editores y Ediciones Cisplatina):
"En la hibridación se combinan orbitales atómicos para formar otros orbitales, que poseen características diferentes a las de cada uno por separado".

El carbono neutro tiene 6 electrones en total: 2 en la capa 1s, 2 en la 2s y 2 en la 2p. Los de la primera capa están incluidos en lo que llamé "núcleo" o "kernel". Lo interesante aquí ocurre con los de la segunda capa o segundo nivel de energía.

Cuando se combinan 3 orbitales p con 1 orbital s, como en este caso que pretendí ilustrar, cada nuevo orbital formado que contiene un electrón, se orienta hacia un vértice distinto de un tetraedro regular (la pirámide de caras triangulares de la imagen). Y ese único electrón de cada orbital  se podrá así combinar con un electrón de otro átomo utilizando un enlace que se llama "sigma", porque incluye un orbital atómico s.

Y recordemos que un hidrocarburo que solamente tiene enlaces sigma (simples) también se llama "saturado" o "parafina" (por su poca reactividad química: par =poca  affinum = afinidad).

Imaginen (pues aún no los coloqué) que desde el núcleo hasta cada vértice se forma una nube delgada en su extremo centrado en el núcleo y mucho más difusa en la zona que rodea el vértice (donde ubiqué el pequeño punto blanco).

Seguramente, si lo intentan, lograrán mejorar en mucho mi modelo. Me gustaría que construyeran el suyo y me enviaran fotos y comentarios a danielgalatro@gmail.com de modo de poder publicarlos en este blog.

Gracias por acompañarme siempre visitando mis trabajos y notas.
Un saludo afectuoso desde Esquel, en la Patagonia argentina.
Prof. Daniel Aníbal Galatro
danielgalatro@gmail.com
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