De acordo com a teoria VSEPR, a hibridização do átomo central deve ser sp. No entanto, meu professor diz que existe um caractere quase 100% s no orbital de carbono que se liga ao hidrogênio devido a alguns outros motivos. Não consegui entender por que isso seria o caso. Pode-se pensar nisso como o nitrogênio que polariza o átomo de carbono, mas não deveria diminuir o caráter s da ligação C-H? O que estou perdendo?
É baseado em cálculos quânticos (que estão além do meu escopo), como um comentarista aponta?
Comentários
- Ok, não há necessidade de desculpas. Agora, os caracteres s e p são usados para se referir a orbitais, não a átomos, e certamente não a moléculas; independentemente de como os orbitais são hibridizados, carbono sempre tem um orbitais se três p. Os orbitais podem ter diferentes quantidades de caracteres s e p.
- Eu retifiquei algumas inconsistências e erros em minha pergunta, verifique-os, desculpe e obrigado.
- @orthocresol você pode lançar alguma luz sobre isso
- Eu ' sinto muito, mas ' não estou qualificado para. Direi que sou um pouco cético em relação a essa afirmação de seu professor (em primeiro lugar, é completamente infundada e, em segundo lugar, por que deveria haver uma diferença na ligação H – C em H – C≡N e H – C≡CH? Ninguém ousaria dizer que o último não é hibridizado sp), mas não me atrevo a dizer que é errado sem alguma evidência, e Eu não ' realmente não tenho tempo para fazer cálculos químicos quânticos agora.
- Em primeiro lugar, o que você diz sobre N polariza o carbono … você certamente quer dizer que N é mais eletronegativo … Se for esse o caso, as ligações ao longo de C — > N terão mais caracteres p, e para compensar no caractere s, C – > H, s ' aumentos de caracteres. Fazendo cálculos rudimentares em software computacional, é realmente o fato de que o caractere s aumentou no vínculo CH … MAS, a afirmação de cerca de 100% está errada … (meus cálculos mostram perto de 55% s) que é quase o mesmo sp hybrid.
Resposta
$ \ ce {HCN} $ e $ \ ce {HC # CH} $ são lineares, com ligação tripla, com um $ π $ sistema que consiste em dois títulos $ π $ perpendiculares. Eles seriam simétricos em $ \ ce {HC # CH} $ e ligeiramente distorcidos em $ \ ce {HCN} $ , e eles deixam dois orbitais para o sistema sigma.
Em $ \ ce {HCN} $ , nós hibridizamos / combinamos o dois orbitais restantes no átomo de carbono para formar dois orbitais de ligação, um para o hidrogênio e outro para o átomo do outro lado do carbono (a $ \ ce {C} $ ou um $ \ ce {N} $ ). A primeira combinação natural é uma divisão de $ 50 $ – $ 50 $ para formar dois $ \ mathrm {sp} $ orbitais, um direcionado ao $ \ ce {H} $ e o outro direcionado à $ \ ce {N} $ .
Isso “é o suficiente na maioria das vezes, mas se você for exigente, pode apontar que as eletronegatividades de $ \ ce {H} $ e $ \ ce {N} $ são bastante diferentes ( $ \ ce {H} $ $ 2,1 $ , $ \ ce {C} $ $ 2,5 $ , $ \ ce {N} $ $ 3,0 $ ), então o nitrogênio estará puxando sua $ \ mathrm {sp} $ ligação mais do que o hidrogênio puxando sua classe $ \ ce {sp} $ bond, de modo que $ 50 $ – $ 50 $ divididos reajustes para talvez $ 70 $ – $ 30 $ (seu professor disse $ ~ 100 \% $ – $ 0 \% $ ?), o que significa que o hidrogênio obtém menos do orbital de carbono (ou seja, menos $ \ mathrm p $ -caractere, mais $ \ mathrm s $ -caractere dos orbitais de carbono), enquanto o nitrogênio obtém mais carbono “s $ \ mathrm p $ -orbital.
Se for assim, o $ \ ce {H} $ átomo em $ \ ce {HCN} $ deve ser removido mais facilmente do que um átomo H em $ \ ce {HC #CH} $ .Isso parece estar correto: o $ pK_ \ mathrm a $ de acetileno é $ 24 $ (que é considerado ser bastante ácido para um hidrocarboneto), enquanto o $ pK_ \ mathrm a $ de ácido cianídrico é $ 9,21 $ , muito mais ácido (embora seja um ácido fraco em qualquer outra medida).
Seu professor apontou algo interessante, mas a proporção de divisão exata ainda precisa ser calculada.