Ibridazione degli orbitali

Appunto inviato da coniglio2601
/5

Accurata spiegazione dei tre tipi di ibridazione (3 pagine formato doc)

Consideriamo l'atomo di carbonio la cui configurazione elettronica è 1s2 2s2 2p2.
Come si può notare, il carbonio ha solo due orbitali 2p semipieni e, pertanto, dovrebbe dare origine solamente a due legami covalenti.
In realtà il carbonio, come nel metano CH4, è prevalentemente tetravalente, cioè in grado di formare 4 legami con altri atomi. Si suppone la promozione di un elettrone dall'orbitale 2s sull'orbitale 2p vuoto. Tale atomo di carbonio eccitato ha ora quattro orbitali semipieni, e potrebbe formare quattro legami:
Tuttavia, siccome l'orbitale atomico 2s sferico ha energia inferiore e forma diversa da quella dei tre orbitali 2px, 2py, 2pz, dovremmo aspettarci tre legami uguali ed uno diverso. Tutto ciò è in contrasto con i fatti sperimentali che accertano la presenza nel metano (CH4) di 4 legami covalenti identici.
IBRIDAZIONE SP3
La teoria suggerisce il "mescolamento" dell'orbitale 2s con i tre orbitali 2p.  Tale mescolamento è matematico, delle funzioni d'onda dell'orbitale e quindi non è un reale fenomeno fisico.
Come risultato si ottengono 4 nuovi orbitali identici tra loro, di forma, energia e disposizione nello spazio del tutto diverse da quelle originarie. Questa operazione matematica prende il nome di ibridazione. I nuovi 4 orbitali ibridi, chiamati sp3, hanno per 1/4 le caratteristiche dell'orbitale s di partenza e per 3/4 le caratteristiche degli orbitali 2p. Il 3 esponente di p indica il numero di orbitali p che partecipano alla formazione dell'ibrido. I 4 orbitali ibridi sp3 sono tra loro identici e hanno la seguente forma