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Modelo del enlace de valencia. Hibridación sp3 del agua.

Experimentalmente se sabe que la molécula de agua tiene geometría angular; en concreto, forma un ángulo de 104,5º. Aunque esta geometría la hemos predicho también de forma sencilla mediante el Modelo de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia, RPECV, para que la geometría sea consistente con el enlace químico que presenta debemos profundizar un poco más y recurrir a la hibridación.

La configuración electrónica del oxígeno es:

Configuración electrónica del oxígeno

Así, vemos que no es necesario, como ocurría en el caso del átomo de carbono, la promoción de un electrón, pues el oxígeno ya presenta dos electrones desapareados con los que puede formar enlace covalente.

No obstante, si formase enlace con los dos orbitales p, que forman entre sí un ángulo de 90º, la molécula de agua también formaría un enlace de 90º. Como hemos dicho, se sabe que no es así. De hecho, el ángulo de la molécula de agua, 104,5º, es un ángulo cercano al de un tetraedro regular, 109,5º, aunque levemente distorsionado. Es por este motivo que debemos recurrir a una hibridación sp3 en la que intervendrán, por tanto, el orbital 2s y los 3 orbitales p. Se hibridarán el orbital 2s y el 2px a pesar de estar completos, dando lugar a 2 orbitales híbridos sp3 con un par de electrones libre y otros dos orbitales híbridos sp3 con un electrón desapareado, es decir:

Configuración electrónica del oxígeno con hibridación sp3

De esta forma, el oxígeno formará enlace covalente por solapamiento de los dos híbridos sp3 semillenos con los orbitales 1s de los oxígenos. Puesto que se tratará de un solapamiento frontal, se trata de enlaces de tipo sigma, σ (sp3-s). El ángulo no será de 109,5º porque los pares libres o no enlazantes ejercen una repulsión mayor sobre los pares enlazantes y distorionan este ángulo levemente. La geometría del agua según la hibridación sp3 se puede representar como:

Molécula de agua con hibridacion sp3

Imagen procedente de http://chemwiki.ucdavis.edu/

 

Category: Enlace Químico y Teoría de Enlace Químico.

Etiquetas: Enlace covalente, Geometría molecular e hibridación, y Modelo enlace de valencia.

20 Comentarios

  1. Hola Carmen! Enhorabuena por la página, está genial :) Una pregunta, para nuestro nivel de 2º de bach. no nos pueden preguntar compuestos en los que hibriden todos los elementos que lo forman verdad? Muchas gracias!

    Sofía, 1 Año Antes Responder

    • ¡Hola Sofía! Gracias por el comentario :) En cuanto a lo de la hibridación, en principio dudo bastante que os pidan una molécula en la que hibride más de un átomo a no ser que sea simplemente un enlace doble, donde los dos carbonos hibridarán sp2, o enlace triple, donde hibridarán sp.

      No obstante sí que os podrían pedir una molécula orgánica pequeña que tenga oxígenos, como por ejemplo el metanol, CH3OH, donde el carbono será sp3 (tetraédrico, 4 enlaces simples) y el oxígeno sp3 también (dos pares enlazantes C-O-H, y dos pares libres igual que en el agua) o bien alguna molécula con un enlace doble C=O donde tanto el carbono como el oxígeno tendrían que hibridar sp2 para tener cada uno de ellos un orbital p libre con el que formar el doble enlace. Esto es lo máximo de lo máximo, creo yo, más de eso no y ya es un pelín más rebuscado.

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

      • Carmen y no podriamos plantear en el doble enlace C=O que el carbono sí que tuviera una hibridacion sp2 y el oxigeno no hibridara y formara un enlace sigma sp2-p y un enlace pi p-p con el carbono?Muchisimas gracias otra vez! :)

        Sofía, 1 Año Antes Responder

  2. Sí, realmente con ese planteamiento yo creo que te lo pondrían bien sin problemas.

    Quimitube, 1 Año Antes Responder

  3. Gracias tia! eres una crack!!!!soy fan tuya haber si vienes a mi uni a explicarlo asi de bien ;)

    Flavia, 1 Año Antes Responder

    • Jajaja, mil gracias Flavia :D ¿Cuál es tu universidad? A mí si me contratan voy jajaja

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

  4. Ojalaaa nuestra profesora de quimica explicara como usted!!! gracias a este video entinendo la hibridación y podremos aprobar el examen de enlaces!!!! GrACIAS MAQUINA!!!

    Carolina y Maria, 1 Año Antes Responder

    • Jajaja, ¡gracias chicas! Me hace mucha ilusión vuestro comentario, muchísima suerte con vuestro examen!

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

  5. Hola Profe! la verdad tengo que agradecerte inmensamente! aprobé mi primer parcial gracias a ver tus videos! voy por mi segundo parcial y me quedaron claros algunos temas gracias a los videos.
    tengo solo una duda.. como se cuando un átomo “hibridiza”? todos lo hacen? a veces me preguntan si el átomo central hibridiza o no. como haces a darte cuenta de eso?

    desde ya muchisimas gracias!

    Mateo, 1 Año Antes Responder

    • ¡Hola Mateo! Me alegro mucho de tu aprobado, seguro que también te irá bien en el segundo :)

      En cuanto a la hibridación, lo cierto es que no es fácil plantearlo, pero lo habitual es que siempre el átomo central tenga hibridación. Lo que ocurre es que es más normal plantear hibridaciones en átomos sencillos, como carbono, nitrógeno u oxígeno, que sólo hibridan orbitales s y p. Pero también puedes tener hibridaciones más complejas, como por ejemplo sp3d, donde se estarán hibridando 5 orbitales atómicos.

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

      • Infinitas gracias profe..he aprobado mi segundo examen! realmente muchisimas gracias!!!!! :D he superado química 1 sin rendir examen final! estoy infinitamente agradecido!

        Mateo, 1 Año Antes Responder

  6. ¡¡¡Muchas gracias por esta página!!! En segundo de bachiller a pesar de que me fue bien no llegué a entender la hibridación. Con los vídeos lo he comprendido a la perfección! Un abrazo de un estudiante de química farmacéutica contento!

    Tony, 1 Año Antes Responder

    • Hola Tony, no sé qué me alegra más, tu comentario en sí o que tú estés contento de haber comprendido la hibridación jejeje, me alegra mucho que algo así te alegre, porque nuestro objetivo es hacer la química más comprensible a la vez que amena. Un saludo muy grande, y ¡ánimo con la carrera!

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

  7. ¡Hola Carmen! me pareció muy bueno el vídeo y te felicito por tu pagina. Solo me quedo una duda: ¿La Geometría de la molécula del agua se Considera tetraedral ya que tiende a esto o mas bien trigonal piramidal?

    Muchas Gracias y Saludos

    Simón, 1 Año Antes Responder

    • Hola Simón:

      Debemos distinguir entre la disposición de los pares electrónicos y la geometría final de la molécula. La molécula de agua tiene 4 pares electrónicos en torno al oxígeno, que se dispondrán de forma tetraédrica. Sin embargo, finalmente la molécula será angular, porque has de tener en cuenta solo dos enlaces para determinar la geometría.

      QuimiTube, 1 Año Antes Responder

  8. Me has salvado!!! Benditas sean las personas como tú que dedican su tiempo a que los demás entiendan mejor fyq :’)

    Anna, 8 Mess Antes Responder

    • Y benditas las personas que dejan comentarios de apoyo como el tuyo, ¡gracias!

      QuimiTube, 8 Mess Antes Responder

  9. Buenas, ¿sera que por estos angulos se podria explicar el porque el agua es monodentada, es decir, solo puede donar un par de electrones libres porque el otro par estaria casi al otro extremo?.
    Muchas gracias.

    yosi, 2 Mess Antes Responder

    • ¡Hola! Sí, no me parece una mala explicación. Un saludo.

      QuimiTube, 2 Mess Antes Responder


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