En pocas palabras, porque el azufre probablemente usa sus orbitales 3p para unirse con los átomos de hidrógeno.
Explicación:
La diferencia entre el ángulo de enlace del agua, que es
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104.5∘
y el del sulfuro de hidrógeno, que es
92.1∘
, se puede atribuir indirectamente a la diferencia en el tamaño atómico entre oxígeno y azufre.
Digo indirectamente porque ese es el punto de partida de por qué difieren los ángulos de enlace, no la explicación real.
Entonces, el azufre y el oxígeno se encuentran en el grupo 16 de la tabla periódica, pero el azufre es un período menor que el oxígeno; más específicamente, el oxígeno está en el período 2 y el azufre está en el período 3.
Esto implica que el azufre tiene un radio atómico mayor . Más importante aún, los electrones de valencia de azufre se encuentran un nivel de energía más alto que los electrones de valencia de oxígeno.
Esto afectará la forma en que el azufre usa sus orbitales para unirse con los átomos de hidrógeno.
La clave aquí es que la diferencia de energía entre los orbitales 3s y 3p de azufre es mayor que la diferencia de energía entre los orbitales 2s y 2p de oxígeno.
Esto significa que es menos probable que se produzca hibridación en sulfuro de hidrógeno simplemente porque cuesta más y vale menos.
Cuesta más debido a la brecha energética más significativa y vale menos porque la hibridación de los orbitales 3s y 3p no conduciría a una mejor superposición , ya que difieren significativamente en tamaño.
Entonces, simplemente, es más probable que el azufre realmente use sus orbitales 3p no hibridados para unirse con los orbitales 1s del hidrógeno, lo que explicaría la capacidad de enlace de aproximadamente
90∘
– ese es el ángulo entre los orbitales p no hibridados. Un gradiente también podría funcionar aquí, lo que significa que solo tendría una ligera hibridación.
En pocas palabras, la diferencia en el tamaño atómico entre el oxígeno y el azufre afecta los tamaños y los niveles de energía de los orbitales de la carcasa de valencia, lo que a su vez afecta la forma en que estos orbitales se utilizan para la unión, es decir
sp3
hibridada para oxígeno en agua, posiblemente no hibridada para azufre en sulfuro de hidrógeno.
Por lo tanto, el sulfuro de hidrógeno tiene un ángulo de enlace más pequeño que el agua.
