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Brady e Humiston- Orbitais híbridos

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Brady e Humiston- Orbitais híbridos

Mensagem por LPavaNNN em Ter Fev 02 2016, 16:09

Os orbitais híbridos não são simétricos em torno do núcleo. Eles concentram a densidade eletrônica do lado do núcleo onde o orbital é '' maior '' . Os pares eletrônicos isolados nos orbitais híbridos, portanto, contribuem para o momento dipolo da molécula. Observa-se, experimentalmente, que a molécula do NF3, é praticamente, apolar e o NH3 é muito polar.A diferença de eletronegatividade entre N e F é quase a mesma de N e H. Como isso ajuda a concluir que, em ambas as moléculas, NF3 e NH3, o nitrogênio utiliza orbitais híbridos?

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Re: Brady e Humiston- Orbitais híbridos

Mensagem por Convidado em Qua Fev 03 2016, 17:57

Só uma correção: no final da pergunta temos: "... o nitrogênio utiliza orbitais híbridos sp³?". A diferença de eletronegatividade entre N e F é quase a mesma entre N e H, só que F(4,0)>N(3,0)>H(2,1). Então a densidade eletrônica nas ligações covalentes serão maiores no flúor, no caso da amônia, e no nitrogênio no caso do trifluoreto de nitrogênio. Assim, os momentos dipolos estarão orientados na seguinte maneira:

F ← N (NF₃)
H → N (NH₃)

Antes de mais nada, o nitrogênio tem a seguinte configuração eletrônica:
↑↓   ↑↓   ↑    ↑    ↑
1s  2s  2px 2py 2pz

A prova de que os pares eletrônicos isolados contribuem para o momento dipolo da molécula é que eles repelem as ligações do nitrogênio com o flúor e o hidrogênio, caso contrário, os quatro átomos ficariam apenas pelo efeito de repulsão entre as três ligações covalentes, estando, então, em um mesmo plano. Mas caso isso acontecesse teríamos:



E, então a soma de todos os vetores momento dipolo seria nulo, o que faria que tanto NH₃ quanto NF₃ fossem apolares. Portanto, os pares eletrônicos isolados repelem as três ligações covalentes, sugerindo que eles modificam o momento dipolo da molécula:

Amônia:



As componentes horizontais dos momento dipolo N-H cancelam-se entre si no plano equatorial, enquanto que as componentes axiais, somadas com o momento dipolo do par eletrônico isolado, resultam em um momento dipolo significativo, fazendo com que a amônia seja polar.

Trifluoreto de nitrogênio:



As componentes horizontais dos momento dipolo N-F cancelam-se entre si no plano equatorial, enquanto que as componentes axiais cancelam parcialmente do momento dipolo do par eletrônico isolado, fazendo com que a molécula seja apolar.

Assim, conseguimos concluir que todas as evidências indicam que o par eletrônico isolado contribui para a geometria espacial da molécula. Então, juntamente com os três orbitais 2p, o orbital 2s também participa das repulsões e portanto teremos a hibridação e três orbitais p e um s, resultando em hibridação sp³.

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