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Hibridación del átomo de carbono, tipos de enlaces carbono-carbono. Estructura y modelos:
Las diferencias principales entre los compuestos orgánicos e inorgánicos se deben a variaciones en la composición, el tipo de enlace y las polaridades moleculares. Los compuestos orgánicos están formados por átomos de carbono con enlaces covalentes entre sí y con átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.
Para poder explicar el comportamiento y los ángulos de enlace, observados experimentalmente en los compuestos orgánicos, fue necesario introducir el concepto de orbitales híbridos. De acuerdo con la teoría de máxima repulsión del enlace de valencia (RPECV), los pares electrónicos y los electrones solitarios alrededor del núcleo de un átomo, se repelen formando un ángulo lo más grande posible. En estos compuestos se ha visto que normalmente son próximos a 109º, 120º y 180º.
Para que pueda llevarse a cabo la hibridación el átomo de carbono tiene que pasar de su estado basal a uno activado cuando se aplica energía. En este estado activado un electrón del orbital 2s pasa al orbital pz que se encuentra vacío, de esta forma la capa de valencia tendrá cuatro electrones desapareados y al formarse los orbitales híbridos atómicos, contarán con un electrón cada uno para formar enlaces covalentes. En el caso de los orbitales p puros, también tendrán un electrón disponible para enlazarse. Esto explica la tetra valencia del átomo de carbono.
ELEMENTO ESTADO BASAL ESTADO DE ACTIVADO
C
Carbono
Hibridación sp Es la mezcla de un orbital s con tres orbitales p (px, py y pz) para formar cuatro orbitales híbridos sp3con un electrón cadauno.
Los orbitales híbridos sp3 forman un tetraedro (tridimensional) con ángulo de 109°. En la hibridación sp2 interaccionan un orbital s puro con 2 orbitales p puros para formar tres orbitales híbridos atómicos con un electrón cada uno con un ángulo máximo de repulsión de 120° aproximadamente y permanece un orbital atómico p puro sin hibridar con un electrón. Este tipo de hibridación es característica de los alquenos.
Hibridación sp Es la mezcla de un orbital s con dos orbitales p (px y py) para formar tres orbitales híbridos sp2.
Los orbitales híbridos sp2 forman un triángulo equilátero (bidimensional).
La hibridación sp2 la presentan los dos átomos de carbono con dobles enlaces carbono-carbono en la familia de los alquenos.
Hibridación sp Es la mezcla de un orbital atómico s con un orbital p puro (px) para formar dos orbitales híbridos sp con un electrón cada uno y una máxima repulsión entre ellos de 180° y permanecen dos orbitales p puros con un electrón cada uno sin hibridar.
Estructuras de armazón. Sirven para representar moléculas no cíclicas por medio de líneas en forma de zigzag, en donde cada vértice representa un átomo de carbono con sus respectivos hidrógenos.
Tipos de cadenas
El átomo de carbono presenta las siguientes características:
Tetravalente, es decir, debe formar cuatro enlaces o tener alguna carga eléctrica.
Varios átomos de carbono se pueden unir entre sí para formar una cadena con enlaces sencillos, dobles o triples.
Las cadenas se clasifican en:
Abiertas (acíclicas).
Cerradas (cíclicas).
Las moléculas orgánicas pueden tener cadenas abiertas lineales o ramificadas, cadenas cerradas homocíclicas o heterocíclicas; las que pueden ser saturadas o insaturadas.
A la estructura básica donde no se representan los hidrógenos se le conoce como ESQUELETO, ejemplo:
Trigonal Bipyramidal sp3d
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