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442 CAPÍTULO 10 Enlace químico II: Geometría molecular e hibridación de orbitales atómicos

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en sus enlaces con el Br, debido a que los orbitales híbridos sp d tienen una distribución
bipiramidal trigonal (vea la tabla 10.4). El proceso de hibridación se puede concebir como
sigue: el diagrama orbital del átomo de P en estado fundamental es

hg h h h
3s 3p 3d
Al promover un electrón 3s al orbital 3d se obtiene el siguiente estado excitado:

h h h h h
3s 3p 3d
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Al mezclar un orbital 3s, tres orbitales 3p y uno 3d se generan cinco orbitales híbridos sp d:

h h h h h
3
orbitales sp d orbitales vacíos 3d
Estos orbitales híbridos se traslapan con los orbitales 4p del Br para formar cinco enlaces
covalentes P—Br. Como no hay pares libres en el átomo de P, la geometría del PBr 5 es bipi-
Problema similar: 10.40. ramidal trigonal.
Ejercicio de práctica Describa el estado de hibridación del Se en el SeF 6 .

Revisión de conceptos
¿Cuál es la hibridación de Xe en XeF 4 ? (Vea el ejemplo 9.12 en la página 398.)

10.5 Hibridación en moléculas que contienen
Estado
fundamental enlaces dobles y triples
2s 2p
El concepto de “hibridación” también es útil para moléculas con enlaces dobles y triples.
Promoción de
un electrón Considere como ejemplo la molécula de etileno, C 2 H 4 . En el ejemplo 10.1 vimos que el
2s 2p
C 2 H 4 contiene un enlace doble carbono-carbono y que tiene una geometría plana. Es po-
Estado de sible comprender tanto la geometría como el enlace si consideramos que cada átomo de
hibridación 2
sp 2 2p carbono tiene una hibridación sp . En la fi gura 10.14 se muestran los diagramas orbitales
Orbitales sp 2 z de este proceso de hibridación. Suponemos que sólo los orbitales 2p x y 2p y se combinan
con el orbital 2s, y que el orbital 2p z permanece sin cambio. En la fi gura 10.15 se mues-
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Figura 10.14 La hibridación sp
de un átomo de carbono. El orbital tra que el orbital 2p z es perpendicular al plano de los orbitales híbridos. Ahora bien,
2s se mezcla sólo con dos ¿cómo explicar el enlace entre los átomos de carbono? Como se muestra en la fi gura
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orbitales 2p para formar tres 10.16a), cada átomo de carbono utiliza tres orbitales híbridos sp para formar los dos
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orbitales híbridos sp equivalentes. enlaces con los orbitales 1s de los hidrógenos y un enlace con el orbital híbrido sp del
Este proceso deja un electrón átomo de C adyacente. Además, los dos orbitales 2p z de los dos átomos de C que no
en el orbital sin hibridación, el
orbital 2p z . participaron en la hibridación forman otro enlace, por traslapo lateral [fi gura 10.16b)].
Existe una diferencia entre los dos tipos de enlaces covalentes en el C 2 H 4 . Los tres
enlaces formados por cada átomo de C en la fi gura 10.16a) son enlaces sigma (enlaces
Animación
Enlaces sigmas y pi s) , es decir, enlaces covalentes formados a partir del traslapo de orbitales extremo con
extremo; la densidad electrónica está concentrada entre los núcleos de los átomos enla-
zados. El segundo tipo se llama enlace pi (enlace p) , que se defi ne como un enlace co-
valente formado a partir del traslapo lateral de los orbitales; la densidad electrónica se
concentra por arriba y por debajo del plano que forman los núcleos de los átomos enla-
zados. Los dos átomos de C forman un enlace pi, como se muestra en la fi gura 10.16b).
Como consecuencia de la formación de este enlace pi, la molécula de etileno tiene una