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Hibridación del átomo de carbono excitado 

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Hibridación del átomo de carbono excitado 

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Un átomo en estado excitado es aquel en el cual uno de sus electrones ha sido promocionado a un nivel energético superior.

Cuando este átomo recibe una excitación externa, uno de los electrones del orbital 2s se excita al orbital 2pz , y se obtiene un estado excitado del átomo de carbono:

    1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹  (estado excitado)

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Hibridación del átomo de carbono en estado basal.

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Hibridación del átomo de carbono en estado basal.

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El estado basal o estado fundamental, es el estado de menor energía en el que un átomo, molécula o grupo de átomos se puede encontrar sin absorber ni emitir energía, en pocas palabras en su estado más puro. Su configuración electrónica en su estado natural es:  "1s² 2s² 2p² (estado basal)". Esto se debe a que el carbono puede formar como máximo cuatro enlaces, lo que se denomina tetravalencia.

En la configuración electrónica del átomo de carbono en su estado basal, dos de sus electrones ocupan el orbital 1s, otros dos ocupan el orbital 2s y los dos restantes ocupan los orbitales 2p. Su configuración se representa como: a. Configuración del Carbono en Estado basal a.

Configuración electrónica del hidrógeno en estado basal estado basal: estado de más baja energía, Reglas cuánticas, Principio de construcción progresiva, La energía de ionización es la energía necesaria para arrancarle el electrón n al al átomo en su estado basal. Es equivalente a la transición correspondiente entre los estados n = 1 y n = ∞.

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La hibridación del carbono consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía al orbital del último nivel de energía. Los orbitales híbridos explican la forma en que se disponen los electrones en la formación de los enlaces, dentro de la teoría del enlace de valencia, compuesta por nitrógeno líquido que hace compartirlas con cualquier otro elemento químico ya sea un alcano o comburente.

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Características

El carbono se encuentra ubicado en el grupo IV A, tiene un número atómico 6 y número de masa 12; en su núcleo tiene 6 protones y 6 neutrones y está rodeado por 6 electrones, distribuidos en dos niveles: dos en 1s, dos en 2s y dos en 2p. Los orbitales del nivel dos adquieren una conformación llamada hibridación, donde se acomodan los 4 electrones del segundo nivel en un orbital híbrido llamado sp.

El carbono tiene la capacidad de compartir cuatro electrones de valencia y formar cuatro enlaces covalentes fuertes; además, los átomos de carbono se pueden unir entre ellos y formar largas cadenas y anillos. Pero a diferencia de todos los demás elementos, el carbono puede formar una gran variedad de compuestos, ya sean desde los más sencillos, hasta los más complejos, por ejemplo: desde el metano, con un átomo de carbono, hasta el ácido desoxirribonucleico (ADN), que contiene más de 100 centenas de millones de carbonos

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Hibridación sp³ (enlace triple)

La hibridación sp³ se define como la unión de un orbital s con tres orbitales p (px, py y pz) para formar cuatro orbitales híbridos sp3 con un electrón cada uno.

Los orbitales atómicos s y p pueden formar tres tipos de hibridación, esto depende del número de orbitales que se combinen. Entonces, si se combina un orbital atómico s puro con tres orbitales p puros, se obtienen cuatro orbitales híbridos sp3 con un ángulo máximo de separación aproximado de 109.5º, esto es una de las características de los alcanos.

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Hibridación sp (enlace simple)

La formación de estos enlaces es el resultado de la unión de un orbital atómico s con un orbital p puro (px), esto permite formar dos orbitales híbridos sp con un electrón cada uno y una máxima repulsión entre ellos de 180°, permaneciendo dos orbitales p puros con un electrón cada uno sin hibridar.

Los orbitales híbridos sp forman una figura lineal. La hibridación sp se presenta en los átomos de carbono con una triple ligadura o mejor conocido con un triple enlace carbono-carbono en la familia de los alquinos.

El enlace triple es aún más fuerte que el enlace doble, y la distancia entre C-C es menor en comparación a las distancias de las otras hibridaciones.

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Hibridación sp² (enlace doble C=C)

Es la combinación de un orbital s con dos orbitales p (px y py) para formar tres orbitales híbridos sp2. Los orbitales híbridos sp2 forman un triángulo equilátero .

Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces llamados insaturaciones:

- Dobles: donde la hibridación ocurre entre el orbital 2s y dos orbitales 2p, quedando un orbital p sin hibridar, se producirán 3 orbitales sp². A esta nueva estructura se la representa como un octeto de Johnson 2p6 y octavalente 2p¹.