Ibridazione del carbonio: cosa studiare per il Test
Tra i processi più singolari e interessanti che si possono riscontrare in chimica c’è quello dell’ibridazione degli elementi. Data la sua importanza nei processi chimico-biologici, vediamo le cose più importanti da studiare a proposito dell’ibridazione del carbonio.1. Definizione dell’ibridazione atomica
L’ibridazione degli atomi è un fenomeno che interessa la maggior parte degli elementi, i quali, in presenza di determinate condizioni, vengono ad essere interessati da una alterazione significativa che concerne gli orbitali: questi si combinano tra loro venendo a creare uno o più orbitali differenti da quelli originali, e per questo definiti “ibridi” a causa delle differenti caratteristiche spaziali che è dato osservare rispetto all’elemento isolatamente considerato.
Questo processo è particolarmente importante, dal momento che l’ibridazione degli orbitali regola la capacità degli elementi atomici di condensarsi tra loro e, quindi, di dare vita alle molecole. Il motivo per cui è molto importante studiare l’ibridazione è proprio dovuto al fatto che questa permette di descrivere i processi alla base della formazione dei composti molecolari più complessi.
2. La configurazione elettronica del carbonio
Dopo aver spiegato l’importanza del fenomeno dell’ibridazione, si riesce ancora più semplicemente a cogliere il motivo per cui l’ibridazione del carbonio è fondamentale. Questo atomo, infatti, è alla base di tutte le catene molecolari che si definiscono organiche (e, quindi, della vita).
Per definire l’ibridazione del carbonio è necessario partire dalla sua configurazione elettronica. Nel suo stato di quiete, questo elemento presenta tre orbitali, ciascuno dei quali ospita due elettroni, per un totale di 6: in questo modo, la configurazione elettronica del carbonio prevede la presenza di due elettroni per l’orbitale interno 1s, due per l’orbitale pieno 2s e due per l’orbitale semipieno 2p. Il carbonio presenta anche un ulteriore orbitale p vuoto: questo permette al carbonio di poter stabilire i legami covalenti con altri elementi, così da formare le diverse molecole. Non a caso, il carbonio è tetravalente, cioè può arrivare a formare fino a quattro legami covalenti.
3. Come avviene l’ibridazione del carbonio?
Nel momento in cui avviene la formazione del legame molecolare, secondo il calcolo matematico, l’atomo di carbonio originario dovrebbe restare con una sola coppia di elettroni sul 2s e con l’orbitale p vuoto. In realtà, è dato riscontrare, nella maggioranza dei casi, che l’atomo di carbonio nei suoi composti riesce a formare ben quattro legami, uno in più rispetto a quelli che potrebbe riuscire sulla base degli orbitali a disposizione. Come è possibile ciò? Proprio grazie all’ibridazione delle sue orbite: l’atomo di carbonio, infatti, riesce a modificare i propri orbitali atomici, spostando letteralmente 4 dei suoi elettroni con valenza s e p e muovendoli su orbitali diversi: questi ultimi, appunto, costituiscono gli orbitali ibridi.
In altri termini, l’ibridazione atomica permette di spiegare configurazioni degli orbitali degli atomi (nello specifico quella del carbonio) di cui non sarebbe possibile ammettere l’esistenza sulla base delle regole di calcolo tradizionali. E’ questa capacità dell’atomo di carbonio a conferirgli la possibilità di creare molecole di diversa forma e struttura (tetraedrica, lineare, piramidale, ecc.), che costituiscono, come già detto, gli elementi più comunemente riscontrati nei composti organici.
