La hibridación no es un proceso físico. Por lo tanto, no “tiene lugar”. La hibridación es simplemente un truco matemático que usamos para interpretar los orbitales que los electrones ocupan en una MOLÉCULA (orbitales moleculares) en términos de los orbitales que ocupan en ATOMS (orbitales atómicos).
Dicho esto, uno puede decir claramente: “Existe la probabilidad de que los electrones en las moléculas ocupen orbitales que no tienen nada en común con los orbitales que ocupan en los átomos. ¿Quién sabe?”
Y así, simplemente asumimos que los orbitales moleculares están “construidos” a partir de la superposición de los orbitales atómicos. Pero para hacer eso, generalmente necesitamos imaginarnos construyendo “nuevos” orbitales atómicos que son mezclas de los orbitales atómicos que usamos para describir el átomo aislado. Estos son los orbitales híbridos. Pero no tienen ninguna existencia real: solo son bloques de construcción para describir los orbitales moleculares, que existen.
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Aquí, cuando digo que “simplemente asumimos” que no es completamente arbitrario o aleatorio como tal, estas suposiciones tienen algún propósito en el modelado matemático de los orbitales y las densidades de probabilidad de mapeo y el modelado de ecuaciones geométricas superpuestas, etc.
Fuente: Fundamentals of Quantum Chemistry por James E House.
EDITAR 1:
La implementación más básica y directa de la hibridación fue dada por Linus Pauling para explicar la estructura de moléculas bastante simples como CH4. Más tarde, este concepto se improvisó y se pensó que eran mezclas de orbitales atómicos superpuestos entre sí. Digamos que cuando estoy hablando de la hibridación sp3 en metano => cada enlace carbono-hidrógeno tiene un 25% de carácter y un 75% de carácter p.
Ahora llegando al punto que se ha planteado en la sección de comentarios y la descripción editada; En cuanto al origen de este truco matemático, tendríamos que introducir el significado físico de este término llamado Normalización Constante.
La constante de normalización es un concepto que surge matemáticamente en la teoría de la probabilidad, es una constante por la cual una función no negativa en todas partes debe multiplicarse, por lo que el área debajo de su gráfico es 1. En química y física cuántica utilizamos estas constantes para hacer que las funciones arbitrarias se conviertan en PDF o PMF que son básicamente funciones de probabilidad de masa.
Volviendo a la pregunta, la hibridación proporciona esta sorprendente ventaja matemática en el que los orbitales híbridos reciben un carácter funcional de onda. En el ejemplo anterior de CH3, la función de onda char. equivaldrá a:
N (s + 17/10 p sigma) aquí N ~ 0.5
y y pσ es un orbital ap dirigido a lo largo del eje CH para formar un enlace sigma.
Otra ventaja de este truco que me gustaría establecer es que nos permite representar moléculas que tienen múltiples enlaces o múltiples pares solitarios que tienen orbitales representados en términos de simetría sigma y pi u orbitales equivalentes. Los dos tienen una onda de muchos electrones total matemáticamente equivalente. funciones, y están relacionadas por una transformación unitaria del conjunto de orbitales moleculares ocupados.
PD: Soy un estudiante de 11º grado y también soy bastante nuevo en las técnicas en las que las constantes se multiplican por funciones imaginarias o rotativas para dar lugar a áreas en 2d planos y volúmenes (prb (s)) en 3dim. No estoy seguro de que N sea = 0.5 en el ejemplo que di porque lo que obtuve fue un número cercano a 0.5 y no 0.5. También es posible que desee que esta respuesta sea verificada por alguien que sea experto en Química Cuántica porque esta respuesta no es tan rigurosa
