Ibridazione

Ibridazione Fenomeno chimico per cui orbitali atomici di forma diversa si combinano linearmente per creare un numero identico di nuovi orbitali, tutti uguali fra loro per forma ed energia, ma diversi da ciascuno degli orbitali di partenza: per questa loro caratteristica, i nuovi orbitali sono detti ibridi. Il concetto di ibridazione è alla base della chimica organica in quanto il carbonio risulta ibridizzato in tutti i suoi composti.

Esistono diversi tipi di ibridazione, a seconda del numero e del tipo di orbitali coinvolti. I più semplici riguardano solo gli orbitali di tipo s e di tipo p.

Si parla di ibridazione sp quando un orbitale di tipo s si combina linearmente con un solo orbitale di tipo p a dare due orbitali ibridi detti, appunto, di tipo sp. I due nuovi orbitali si dispongono nello spazio in modo che i loro assi si trovino su una retta e formino un angolo di 180°.

Un esempio di ibridazione sp si trova nell’atomo di berillio della molecola di cloruro di berillio, BeCl₂. Il berillio ha numero atomico 4, il che significa che ha due elettroni nell’orbitale 1s e altri due nell’orbitale 2s. Apparentemente, dunque, non potrebbe formare legami covalenti, perché non ha elettroni spaiati (singoletti), ma solo doppietti, e quindi una configurazione relativamente stabile. Nella molecola di cloruro di berillio, invece, i legami che uniscono il berillio ai due atomi di cloro sono proprio di tipo covalente. Quello che succede è che l’atomo di berillio assorbe la quantità di energia necessaria a portare l’orbitale 2s al livello degli orbitali 2p; in questo modo, i due elettroni trovano più conveniente occupare ciascuno un orbitale diverso; a questo punto, i due orbitali contenenti un singoletto ciascuno si uniscono e si ridividono, a dare due orbitali diversi da quelli di partenza, detti orbitali ibridi sp, disposti a 180° l’uno dall’altro. Il processo, che inizialmente richiede energia per elevare l’orbitale s al livello degli orbitali p, risulta alla fine conveniente dal punto di vista energetico, in quanto consente di creare legami più forti e quindi più stabili.

Si parla di ibridazione sp² quando un orbitale di tipo s si combina linearmente con due orbitali di tipo p. Ne risultano tre orbitali ibridi, detti di tipo sp², che giacciono sullo stesso piano in modo che i loro assi formino tra loro angoli di 120°. Un esempio di questo tipo di ibridazione si trova nell’atomo di boro della molecola di cloruro di boro (BCl₃). Nel suo strato più esterno, il boro possiede due elettroni nell’orbitale 2s e uno nell’orbitale 2p; la fusione dell’orbitale 2s e di due orbitali di tipo p dà origine ai tre orbitali sp².

Si parla di ibridazione sp³ quando un orbitale di tipo s si combina linearmente con tre orbitali di tipo p. In tal caso si ottengono quattro orbitali ibridi sp³ i cui assi sono diretti ai vertici di un tetraedro regolare formando tra loro angoli di 109°. Un esempio di questo tipo di ibridazione si trova nell’atomo di carbonio della molecola di tetracloruro di carbonio, CCl₄.