Este artigo explica a hibridização sp, como desenhar a estrutura sp lewis para uma molécula hibridizada sp e outros detalhes mencionados no título.
Os orbitais atômicos se sobrepõem para formar novos orbitais que diferem em energias, formas e forças. Esse processo é chamado de hibridização. Dentro hibridização sp, um orbital s combina com o orbital ap(px,py,pz). Isso também é conhecido como hibridização linear.
- Cada orbital híbrido sp é mais forte que o orbital s puro ou p puro
- O número de orbitais atômicos que participam da hibridização produz o mesmo número de orbitais híbridos.
- No caso de uma molécula hibridizada sp como Be , a configuração eletrônica de Be no estado fundamental é [He]2s2 . Ele sofre excitação promovendo um elétron de 2s para 2p e obtém a configuração [He]2s1 2p1 .
- Os orbitais 2s e 2p de Be combinam-se para formar dois orbitais hibridizados sp equivalentes.
- Esses orbitais híbridos formam uma ligação sigma com os dois orbitais 3p de Cl.
Regra do octeto
Os átomos tentam alcançar a configuração eletrônica do octeto compartilhando elétrons de valência (ligação covalente) ou transferindo elétrons de valência, seja perdendo ou ganhando (ligação iônica).
- Antes de aprender a desenhar o estrutura de lewis para qualquer molécula, precisamos conhecer a regra do octeto.
- Em 1916, Kössel e Lewis desenvolveram uma teoria muito importante conhecida como teoria eletrônica das ligações químicas.
- De acordo com esta teoria, os átomos tendem a atingir oito elétrons (octeto) em sua camada mais externa para ganhar estabilidade como um gás nobre. Isso é conhecido como a regra do octeto.
- Existem algumas exceções a esta regra (hidrogênio, hélio, lítio, etc.)
- Em alguns casos, os elétrons de valência no átomo central também podem estar além de oito, como encontrado em PF5 e SF6, onde P tem dez elétrons de valência e S tem 12 elétrons de valência. Estas são exceções à regra do octeto.
Como desenhar a estrutura de Lewis para a molécula hibridizada sp
Estrutura de Lewis é um diagrama que mostra como os pares solitários e os elétrons dos pares de ligação são distribuídos em uma molécula.
- A estrutura de Lewis usa a regra do octeto. Representamos os elétrons por pontos e as ligações por um traço.
- A estrutura de lewis não representa a forma real da molécula, mas ajuda a entender a formação das moléculas.
- Nos desenhamos Estruturas de Lewis mantendo algumas regras e diretrizes em mente.
- Primeiro, vamos calcular os elétrons de valência de cada átomo em uma molécula. Por exemplo, no caso de BeCl2 (uma molécula hibridizada sp), o número total de elétrons de valência é 2 + (7 X 2) =16 (dois de Be e sete de cada átomo de cloro).
- Então nós Identifique o átomo central da molécula. Este é geralmente o átomo que é menos em número ou menos eletronegativo.
- Em BeCl2 , Be é o átomo central.
- Outra maneira de identificar o átomo central é que ele pode ser o único que pode formar mais de uma ligação.
- Os elétrons de valência devem ser organizados de modo que cada átomo compartilhe um par de elétrons e forme uma ligação.
- Então organizar o resto dos pares de elétrons para formar pares solitários ou ligações múltiplas até que cada átomo complete seu octeto.
- No caso dos ânions, adicionamos elétrons de acordo com a carga negativa presente neles. Se um ânion tiver uma carga -1, adicionaremos um elétron.
- Da mesma forma, no caso dos cátions, subtrairemos elétrons dependendo da carga do cátion.
- A estrutura de lewis de BeCl2 é mostrado abaixo.
- Be não completa seu octeto em BeCl2 como Be não segue a regra do octeto. É uma exceção.
Forma da estrutura Sp Lewis
Para prever a forma da molécula, usamos o Teoria VSEPR.
A A forma de uma molécula não pode ser prevista usando o método de Lewis estrutura (ele apenas nos diz sobre o arranjo dos elétrons).
Em BeCl2 , Be tem dois elétrons de valência usados para formar ligações com os dois átomos de cloro.
Be não tem par solitário, e os dois pares de ligação alinhar 180 graus entre si, formando um forma linear.
Cobrança formal
Como átomos diferentes têm eletronegatividades diferentes, os elétrons em uma ligação química não são compartilhados igualmente.
- Se esquecermos as eletronegatividades e assumirmos que os elétrons em uma ligação são igualmente compartilhados, então a carga atribuída a um átomo em uma molécula seria a carga formal.
- Se calcularmos o número de elétrons de valência em um átomo livre (não ligado a nenhum outro átomo ou átomo isolado) e depois calcularmos o número de elétrons de valência desse átomo em uma molécula, a diferença nos dará a carga formal desse átomo.
- É uma carga hipotética e não representa a distribuição da densidade eletrônica.
- A carga formal de um átomo em uma molécula = V-1/2[B] -N
- Aqui V é o número total de elétrons de valência em átomos livres, B é o número total de elétrons compartilhados e N é o número total de elétrons não compartilhados não ligados.
- Be tem dois elétrons de valência no estado isolado, o número total de elétrons compartilhados é quatro (dois pares de ligações), e o número de elétrons não compartilhados/par solitário é zero.
- Usando as informações acima, a carga formal de Be em BeCl2 is 2-1/2[4]-0= 0.
- Cl tem sete elétrons de valência no estado isolado, o número total de elétrons compartilhados é quatro (dois pares de ligações), e tem seis elétrons não compartilhados.
- Usando as informações acima, a carga formal de cada átomo de cloro em BeCl2
is 7-1/2[2]-6=zero.
Ressonância da estrutura Sp lewis
Podemos desenhar vários estruturas de lewis para uma molécula que tem pares isolados ou pode formar ligações múltiplas.
Estes são chamados de ressonância estruturas de lewis fórmulas.
A carga formal ajuda a prever a estrutura de Lewis mais estável em caso de ressonância onde mais de uma estrutura de Lewis é possível.
Estruturas de Lewis com baixa carga formal são os mais estáveis.
Vamos desenhar diferentes estruturas de lewis de CO2 e determine a estrutura mais estável usando carga formal.
Sp polar ou não polar
A polaridade e a não polaridade dependem da diferença de eletronegatividade entre os átomos e o momento dipolar líquido de uma molécula.
A polaridade e a não polaridade dependem da diferença de eletronegatividade entre os átomos e o momento dipolar líquido de uma molécula.
Quando os átomos ligados têm a mesma eletronegatividade, compartilhar elétrons igualmente, e a molécula será não polar.
Às vezes, as ligações polares em uma molécula podem ter geometria simétrica tal que eles cancelar o momento de dipolo um do outro. Isso faz com que a molécula não polar.
Quando os elétrons ligados não são compartilhados igualmente devido à diferença de eletronegatividade, a densidade eletrônica é maior no átomo mais eletronegativo. Como resultado, haverá um centro ligeiramente positivo e um centro ligeiramente negativo na molécula (um dipolo será formado).
Sp moléculas híbridas têm uma estrutura linear. Se os mesmos átomos estão presentes ao redor do átomo central em uma molécula hibridizada sp, o composto é apolar mesmo que as ligações individuais sejam polares.
Isso ocorre porque o momento dipolar líquido é zero no caso acima.
Portanto, BeCl2 é apolar apesar de ter uma diferença de eletronegatividade entre Be e Cl (ligações individuais Be-Cl são polares, mas a molécula de Be é apolar devido a o momento dipolar líquido sendo zero).
Usos da estrutura sp lewis
Para entender a ligação química, precisamos identificar pares de elétrons livres e pares de ligação em uma molécula.
- Estrutura de Lewis ajuda a visualizar o arranjo dos elétrons da camada de valência em uma molécula.
- Ajuda a entender as ligações químicas.
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