Ibridazione degli orbitali

Ibridazione degli orbitali

Il carbonio ha una configurazione elettronica 2s2 2p2. La teoria dell’ibridazione degli orbitali ipotizza che un piccolo contributo energetico (contributo entalpico positivo) faccia spostare un elettrone di 2s a 2p (due orbitali tra cui c'è poca differenza di energia), si abbia cioè una promozione dell'elettrone: questa energia investita si recupera in grande quantità con la grande stabilità che il carbonio ha quando forma 4 legami. La promozione avviene solo se la trasformazione corrispondente tende a una energia minore.
Perché il metano ha forma tetraedrica? La teoria VSEPR lo spiega con il fatto che gli atomi di H si mettono il più lontano possibile. Teoricamente bisognerebbe avere un legame σ e 3 legami π ortogonali, con lunghezze di legame diverse, ma sperimentalmente non è così, la teoria degli orbitali quindi non mi spiega la struttura del metano.
La teoria dell’ibridazione degli orbitali ipotizza che gli orbitali si fondano intersecandosi l'un l'altro e dando origine a orbitali ibridi che hanno sia carattere s che carattere p: nel caso del C l'orbitale s si fonde con i tre orbitali p, dando vita a 4 orbitali sp3; questi hanno tra di loro la stessa energia e, soprattutto, la stessa forma. Per metterli a distanza maggiore possibile dal carbonio al centro si mettono a tetraedro questi orbitali sp3, ognuno dei quali interagisce con l'1s dell'H, dando 4 legami σ.