Desenhe o arranjo dos orbitais híbridos gerados a partir da hibridação dos orbitais atômicos abaixo. Informe a geometria e os ângulos obtidos para cada caso.
Passo 1
O enunciado pede o arranjo dos orbitais híbridos formados a partir de uma combinação de um orbital
e três orbitais
(ou seja, hibridação
). Nosso objetivo é determinar (
) como ficam dispostos esses quatro orbitais híbridos no espaço e (
) quais são os ângulos entre eles. Para isso vamos usar o conceito de maximização de afastamento mútuo (teoria VSEPR) e as propriedades geométricas de um tetraedro.
Passo 2
Na hibridação
combinamos um orbital
e três orbitais
para obter quatro orbitais híbridos equivalentes em energia. Cada híbrido resulta de uma mistura linear
com coeficientes tais que os quatro híbridos sejam ortogonais e normalizados. O resultado são quatro lobos idênticos que se repelem mutuamente, ocupando vértices de um tetraedro regular.
Passo 3
Para minimizar a repulsão eletrônica, esses quatro orbitais
devem apontar para os vértices de um tetraedro regular. Um tetraedro regular tem quatro vértices equidistantes, e a interseção dos vetores que vão do centro para cada vértice fornece a orientação dos híbridos.
Passo 4
O ângulo entre quaisquer dois vetores que unem o centro de um tetraedro regular a dois vértices é dado por
Logo, todos os ângulos entre pares de orbitais
são de aproximadamente
.
Passo 5
Aqui vai um esquema simplificado em projeção
D (o orbital central é o átomo híbrido; cada “lóbulo” é um orbital
):
Nesse desenho:
- Dois orbitais estão no plano do papel (o da esquerda e o da direita).
- Um orbita “para fora” do plano (vertical para cima).
- Outro orbita “para dentro” do plano (diagonal para baixo).
Todos os ângulos entre quaisquer dois lobos são cerca de
.
Resposta
Geom
tetrahédrica; Ângulos
.