SolucionesConstitución
1. Hibridación
- CH3–CH=CH2 — C1 (CH2=) y C2 (=CH–): sp2; C3 (CH3): sp3.
- CH3–C≡N — CH3: sp3; C del grupo C≡N: sp; N: sp.
- CH3–CHO — CH3: sp3; C del CHO: sp2; O: sp2.
- CH2=C=CH2 — Carbonos de los extremos: sp2; carbono central (con dos dobles enlaces): sp.
- CH3–NH2 — C: sp3; N: sp3 (tres enlaces y un par solitario).
- O=C=O — C: sp (dos dobles enlaces); cada O: sp2.
Regla práctica: cuenta las densidades electrónicas (átomos unidos + pares solitarios). Cuatro densidades: sp3; tres: sp2; dos: sp. Un enlace doble o triple cuenta como una sola densidad.
2. Geometría y ángulos de enlace
| Molécula | Densidades | Hibridación | Geometría | Ángulo aproximado |
|---|---|---|---|---|
| CH4 | 4 | sp3 | tetraédrica | 109,5° |
| NH3 | 4 (3 enlaces + 1 par) | sp3 | piramidal | 107° |
| H2O | 4 (2 enlaces + 2 pares) | sp3 | angular | 104,5° |
| H2C=O | 3 | sp2 | trigonal plana | ≈120° |
| HC≡CH | 2 | sp | lineal | 180° |
| HC≡N | 2 | sp | lineal | 180° |
Los pares solitarios ocupan más espacio que los pares de enlace y cierran los ángulos: por eso el ángulo baja de 109,5° (CH4) a 107° (NH3) y a 104,5° (H2O).
3. Enlaces σ y π
| Molécula | Enlaces σ | Enlaces π |
|---|---|---|
| CH2=CH–CH3 (propeno) | 8 | 1 |
| CH3–C≡N (acetonitrilo) | 5 | 2 |
| CH3–COOH (ácido acético) | 7 | 1 |
| CH2=CH–C≡N (acrilonitrilo) | 6 | 3 |
Todo enlace sencillo es σ. Un doble enlace es un σ más un π, y un triple enlace es un σ más dos π.
4. ¿Dónde están los pares solitarios?
- CH3–OH — Metanol: el O tiene hibridación sp3; sus dos pares solitarios están en orbitales sp3.
- CH3–NH2 — Metilamina: el N tiene hibridación sp3; su par solitario está en un orbital sp3.
- H2C=O — Formaldehído: el O tiene hibridación sp2; sus dos pares solitarios están en orbitales sp2. El orbital p que sobra forma el enlace π.
- HC≡N — Ácido cianhídrico: el N tiene hibridación sp; su par solitario está en un orbital sp. Los dos orbitales p forman los dos enlaces π.
5. Las densidades electrónicas
| Densidades electrónicas | Hibridación | Orientación de los orbitales híbridos | Ángulo ideal |
|---|---|---|---|
| 4 | sp3 | hacia los vértices de un tetraedro | 109,5° |
| 3 | sp2 | en un plano, hacia los vértices de un triángulo | 120° |
| 2 | sp | en línea recta, en sentidos opuestos | 180° |
6. ¿Verdadero o falso?
- Un carbono unido a cuatro átomos tiene siempre hibridación sp3.
Verdadero. Cuatro densidades electrónicas se disponen hacia los vértices de un tetraedro. - En el agua, el oxígeno tiene hibridación sp porque solo está unido a dos átomos.
Falso. El oxígeno del agua tiene cuatro densidades (dos enlaces y dos pares solitarios): es sp3, y por eso la molécula es angular y no lineal. - Un doble enlace está formado por dos enlaces σ.
Falso. Un doble enlace está formado por un enlace σ y un enlace π. - El ángulo H–N–H del amoníaco es menor que el ángulo H–C–H del metano.
Verdadero. El par solitario del nitrógeno repele más que un par de enlace y cierra el ángulo (107° frente a 109,5°). - En el eteno, los seis átomos están en el mismo plano.
Verdadero. Los dos carbonos sp2 y los cuatro hidrógenos están en un plano; el enlace π impide el giro y mantiene esa geometría.