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Orbitais sp3 híbridos e ligações sigma

Orbitais hibridizados sp3 e Ligações Sigma. Versão original criada por Sal Khan.

Transcrição de vídeo

bem pessoal nessa hora nós vamos recordar um pouco do que nós já sabemos sobre hospitais onde nós já vimos isso nas aulas de química geral então vamos dizer que aqui nós temos o nosso núcleo super pequeno em volta do núcleo você tem o hospital um é se esse hospital s você pode imaginar como uma pequena nuvem em volta do núcleo então nós temos o orbital um s esse hospital ele pode suportar dois elétrons então o primeiro eletro ele vai estar no hospital usns o segundo elétron ele também vai estar no hospital s por exemplo o hidrogênio ele tem apenas um elétron então ele vai estar presente no hospital uece e o ato mude hélio ele tem um elétron mais então ele também vai estar no hospital s após ser completo então movemos para o orbital 2s então movemos para orbital 2s e se houve tal 2s ele pode ser visto como uma casca em volta do hospital um s pois claro isso você não consegue ver de maneira convencional você pode imaginar orbital como a região de maior probabilidade de se encontrar um elétron mas para sua visualização você pode imaginar que o hospital não exerce como se fosse uma casca em volta do hospital s então o próximo eletro e vai ocupá e se o be tal aqui e se nós tivéssemos um quarto e um elétron ele também e a ocupá esse orbital aqui claro tony e apresentando essas setas aqui só para você entender que o primeiro elétron que entra aqui no hospital ele tem um spin e o próximo elétron ele vai ter um isp o posto por isso que eu estou representando com essas setas aqui ou seja eles 'nesse emparelhados dessa forma agora se a gente continuar adicionando elétrons nós vamos mover para os orbitais 2 p na verdade esse hospital 2 p você pode imaginar como o 3o vitais 2 p e cada um desses orbitais é capaz de suportar dois elétrons então o vital 2p pode suportar 6 elétrons e claro podemos imaginar esses hospitais em eixos tridimensionais então eu vou colocar aqui primeiro o eixo x passando pelo centro do meu átomo também vou colocar aqui o eixo isso também passando pelo centro do meu átomo e por fim um eixo z também passando pelo centro do átomo e aí eu consigo colocar os meus orbitais em eixos tridimensionais e o que eu quero dizer com isso é que existe um hospital p que vai ao longo de cada eixo que eu desenhei que os super bit's tais aqui do orbital 2 p eu vou chamar o primeiro de dois peixes esses super vitais eles vão aparecer como ao terra caminhando na direção do eixo x e os dois lados aqui eles são simétricos mas lembre se que isso é apenas uma nuvem de probabilidades mas claro se você pensar nisso daqui como nuvens de probabilidade ou então que é a região de maior probabilidade de encontrar um átomo eu acho que esse é o melhor jeito de se pensar então esse daqui é o hospital dois peixes e claro ainda não falei como esses hospitais são preenchidos mais você vai ter aqui agora uma espécie de alter na direção do eixo y novamente simétrico em ambos os lados e com isso nós vamos ter um subtotal dois peritos long e por fim no temos o nosso o vital que vai na direção do eixo z e esse super bit's tal é o sub orbital vou chamar de 2 pz então se continuarmos adicionando elétrons o próximo elétron ele vai vir pra esse âmbito ao 2px aqui então nós adicionamos o elétron e eletro vem aqui nesse orbital e se continuarmos adicionando elétron na verdade o próximo elétron ele não vai vir um subtotal dois peixes na verdade esse outro elétron ele quer se separar de se ouvir tal ele acaba vindo para o hospital do espírito então se eu continuar adicionando o elétron o próximo elétron ele vai vir pra esses sub orbital 2 p y claro se eu continuar adicionando elétrons o próximo elétron ele vai vim pra esse orbital 2 pg esse próximo eletro ele vai vim pra esses sub-orbital aqui ou seja ele tenta separar dos outros elétrons e se continuarmos adicionando elétrons é a que nós temos um total de 24 567 então o oitavo elétron ele na verdade ele vai entrar aqui no hospital dois peixes então esse oitava elétron ele vai entrar aqui nesse âmbito tal e se submeter ao só que com o spin o posto mas claro só um pouco de visão com um pouco de visualização e agora que revisamos vamos ver o que acontece com o carbono bem o carbono ele tem seis elétrons e à sua configuração eletrônica ela é s 22 s2 e 2002 e aqui nós temos um total de 6 elétrons dois aqui dois aqui e dois aqui e claro você pode se basear nisso daqui no que nós falamos aqui você tem orbital é se você tem o habital 2s você tem o hospital dois peixes você tem também o sub orbital 2 p y e o fim o sub orbital 2 pz e se você pensar apenas na configuração eletrônica do carbono você vai ter o elétron aqui nesse orbital e com o seu spin o posto você vai ter outro eletro aqui um terceiro elétron e um quarto elétron com seu escopo rosto e por fim você vai ter um quinto eletro aquino submeter ao peixes e você espera que o próximo elétron ele entre o próximo o bial mas o que eu quero dizer pra vocês é que esse próximo elétron ele pode estar em qualquer um desses dois hospitais aqui então nós vamos ter o nosso próximo elétron eu vou colocar aqui nesse orbital e essa daqui vai ser a configuração do carbono se você fosse pensar isso uma forma de desenho que vai ter os seus três eixos e se você preencher o seu hospital s você vai ter algo como se fosse uma nuvem aqui em volta do seu núcleo e se você preencher o seu metal 2s você vai ter como se fosse uma casca que em volta do seu hospital uece e claro caso orbital de se daqui ele suporta dois elétrons então teríamos o próximo elétrons se movimentando em torno do eixo x ou seja no submeter ao dois peixes e o próximo elétron ele vai estar se movendo em torno do eixo y ele estaria em torno do 2 p y que é o nosso submeter ao esses elétrons aqui eles estariam sozinhos esperando por um parceiro de spin oposto claro esses locais aqui vão ser os únicos locais onde as ligações irão se formar ou seja nós iríamos esperar algum tipo de ligação no hospital x ou no hospital isso é claro esses modelos aqui são mais ou menos como os hospitais aparentam eu sugiro que você deu uma pesquisada na internet pra você ver de fato com uma emissão e falando sobre o carbono e se você olhar para isso daqui você espera que o carbono ele faça duas ligações mas nós sabemos que o carbono de forma quatro ligações e que ele quer ter oito elétrons a maioria dos átomos na verdade eles querem ter oito elétrons e para isso acontecer você tem que pensar de uma forma diferente então aqui eu vou dizer não é o que acontece não é o que acontece quando carbono o carbono se liga mas o que realmente acontece e vai nos fazer entrar na discussão de hibridização sp3 você vai ver que não é um tópico complicado que acontece pelo fato do carbono querer fazer quatro ligações é uma configuração que você tem o hospital é se você tem dois elétrons com spin o posto e você tem outros orbitais 2s e também os sub orbital mais dois peixes no ipi psi long e 2 pg e agora você pode imaginar que o carbono que forma quatro ligações ou seja ele tem quatro elétrons que estão querendo se emparelhar com os elétrons de outras moléculas e no caso do metano por exemplo as outras moléculas são o hidrogênio como você pode imaginar esse elétron aqui e que o hidrogênio e que o hidrogênio pegue esse eletrochoque em um estado maior de energia e que colocasse ele aqui no 2 pz então esse então esse outro elétron acabaria aqui e os outros dois elétrons ficariam aqui então de repente nós temos outros elétrons aqui sozinhos que estão prontos para formar uma ligação e que representa melhor como o carbono se liga ou seja ele quer se ligar com outras quatro moléculas agora é meia arbitrário cada eletro em cada orbital e mesmo que você tenha esse tipo de ligação aqui você espera que essas ligações ocorra à noite o ritmo e chukchis ou então no eixo z ou seja os elétrons eles parecem está um pouco no hospital s e um pouco nos orbitais p ou seja em vez disso aqui ser um homem tal 2s para o carbono ele vai ser o orbital 2 sp3 e para os demais também então aqui dois sp3 ac2 sp3 e aqui dois s p 3 também ou seja todos esses aqui se parecem o mesmo tipo de hospital então o orbital e bisado sp3 é algo na verdade entre orbital s eo habitual p na verdade ele tem 25% de natureza s e 75% de natureza p então você pode imaginar como o híbrido entre essas duas coisas aqui então quando eles se misturam em vez de um hospital s nós vamos ter uma coisa parecido com isso aqui nós vamos ter uma outra coisa parecida com esse desenho que eu estou fazendo e esse daqui é o hospital s e esse outro aqui vai ser o orbital p ou seja quando eles se misturam orbital se parece com algo assim então isso daqui é um hospital sp 13 bisado híbrido é uma combinação entre duas coisas por exemplo um carro híbrido é uma combinação de gás e energia elétrica e um hospital improvisado é uma combinação entre o hospital s eo ambiental p&o vitais sp3 e eventos são hospitais quando o carbono se liga a coisas como o hidrogênio então se a gente olha pra moléculas de metano e dizemos sobre o bittar exibidos sp3 tudo o que estamos querendo dizer é que se você tem o carbono aqui no centro vamos dizer que o núcleo do carbono está aqui é que em vez de você ter um hospital s e 3o militares p você vai ter quatro hospitais fp3 bem eu vou tentar desenhar os 4 vitais sp3 um pequeno eo grande fazer isso para cada eixo fim um grandão aqui e um pequenininho aqui você pode imaginar isso como um tripé mais ou menos assim e as nossas ligações vão ocorrer mais ou menos assim você tem o hidrogênio que tem apenas um elétron orbital s1 ambos hidrogênio aqui também eu esqueci de colocar o aqui vindo lá de trás então também temos o hidrogênio aqui e o hidrogênio aqui bem e cada orbital é símbolo do hidrogênio ele siga com o hospital sp3 do carbono então aqui nós temos uma molécula de metano que é uma molécula de ch4 talvez os hidrogênios eles estariam aqui aqui aqui e aqui mas na verdade é o que acontece você viu que o que acontece de fato é uma forma atleta é drica como esse tripé aqui veja isso daqui é a forma tetra forma tetra é drica e essa é a melhor forma de representar essa forma técnica e o que eu estou querendo dizer é que se você tem orbitais que são híbridos entre s ip essa é a melhor forma de representar em outra coisa a se pensar é que quando você tem os hospitais apontando um para o outro e causando uma sobreposição essa sobreposição aqui nós chamamos de ligação sigma então aqui nós temos o que chamamos de ligação sigma onde há sobreposição é ao longo do mesmo eixo como se você conectar se as duas moléculas estão aqui você conectar ou as duas moléculas e aqui você tem a sobreposição e essa é a forma mais forte das ligações covalentes e futuramente nos próximos vídeos nós vamos falar mais sobre esse tipo de ligação mas o que eu quero que você entenda de fato nesse vídeo que é um hospital sp3 e não é nada demais é apenas uma combinação entre o orbital s e o metal pt tendo 21% de caráter s e 75% de caráter p e essa estrutura ela forma o ângulo entre as partes aqui e esse ângulo ele mede cento e 9,5 graus que é o mesmo que esse ângulo aqui e 109 viu a 5 graus e também esse ângulo ac que também é cento e 9,5 graus