¿Es el cloro en el cloruro de vinilo sp 2 o sp 3 ¿hibridizado?
Calculando usando el número estérico se encuentra que es sp 3 hibridizado. Pero según I. L. Finar * es sp 2 .
* I.L. Finar: Química orgánica Vol.1 Principios fundamentales. Sexta edición. Orient Longmans: 1973. Página 328.
El átomo de cloro en el cloruro de vinilo es sp $^2$ hibridado debido a la existencia del contribuyente de la resonancia 
Como el cloruro de vinilo tiene un contribuyente de resonancia donde el cloro tiene un enlace pi uno de sus pares solitarios debe ocupar un orbital p, por lo tanto el cloro no puede ser sp $^3$ hibridado y debe ser sp $^2$ hibridado.
Descargo de responsabilidad : Un punto importante que hay que recordar es que la hibridación siempre sigue a la estructura molecular, nunca es la causa de una determinada estructura. Como tal, la hibridación es una herramienta de interpretación, nada más.
Como regla general, átomos terminales (excluyendo el hidrógeno) son casi siempre (como máximo) aproximadamente sp hibridado . Aunque se pueden aplicar otros esquemas de hibridación, no suelen ser una buena representación. *
Un ejemplo popular es el agua. En muchos textos se describe que el oxígeno central tiene (aproximadamente) cuatro sp 3 orbitales, lo que esencialmente hace que los pares solitarios sean equivalentes. Sin embargo, este punto de vista no está de acuerdo con el espectro de fotoelectrones, que muestra claramente que los pares solitarios no son equivalentes. En este punto me gustaría remitirte al artículo de Michael Laing: " No hay orejas de conejo en el agua. La estructura de la molécula de agua: ¿Qué debemos decir a los alumnos? " ( J. Chem. Educ. 1987, 64 (2), 124. ).
El mismo principio descrito allí se aplica a los átomos terminales. Debido a que el local $C_\mathrm{\infty}$ simetría la noción de tres pares solitarios equivalentes es probablemente falsa. La estructura más probable (que contribuye a la resonancia principal) para estos átomos es (si la hibridación es factible, es decir, principalmente en el segundo período) un orbital sp que forma el enlace, un par solitario sp, dos pares solitarios p (perpendiculares).
En este ejemplo concreto, he calculado la molécula en el nivel de teoría DF-BP86/def2-SVP y la he analizado con la teoría de orbitales de enlace natural (NBO6). A continuación encontrarás los orbitales localizados que mejor se ajustan a la estructura de Lewis común de la molécula.
He ordenado los orbitales empezando por los enlaces σ del carbono-carbono y σ del carbono-cloro en la parte inferior. Siguiendo con el enlace π carbono-carbono. Continuando con los tres enlaces σ carbono-hidrógeno, y finalmente terminando con los tres pares solitarios del cloro. Los orbitales ocupados están en azul y naranja, mientras que los correspondientes orbitales virtuales están al lado en rojo y amarillo. El análisis detallado en números está al final del post.
En la respuesta de ast está la afirmación de que el cloro debe ser sp 2 hibridado debido a un contribuyente de resonancia. Aunque esta explicación es muy tentadora porque es fácil de entender, no se puede juzgar desde la posibilidad de la resonancia hasta la estructura electrónica. Otra regla general que puedes recordar es que cuanto menos hibridados estén los orbitales, más probable es la estructura.
El cálculo también proporciona un análisis en términos de la teoría de la resonancia natural. En el nivel DF-BP86/def2-SVP la contribución de la segunda configuración a la estructura electrónica total es sólo del 6%. La configuración principal contribuye con cerca del 90%, otras configuraciones (iónicas) constituyen el 4% restante.
En resumen, me temo que su libro es incorrecto, o al menos incompleto. La descripción con dos sp equivalentes 2 pares de soles es innecesariamente complicado y no reproduce con exactitud la estructura electrónica.
(Occupancy) Bond orbital / Hybrids
------------------ Lewis ------------------------------------------------------
8. (1.99378) LP ( 1)Cl 6 s( 81.55%)p 0.23( 18.44%)d 0.00( 0.01%)
9. (1.97199) LP ( 2)Cl 6 s( 0.18%)p99.99( 99.79%)d 0.18( 0.03%)
10. (1.90237) LP ( 3)Cl 6 s( 0.00%)p 1.00( 99.95%)d 0.00( 0.05%)
11. (1.99642) BD ( 1) C 1- C 2
( 48.61%) 0.6972\* C 1 s( 0.00%)p 1.00( 99.94%)d 0.00( 0.06%)
( 51.39%) 0.7169\* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.95%)d 0.00( 0.05%)
12. (1.99535) BD ( 2) C 1- C 2
( 49.24%) 0.7017\* C 1 s( 40.16%)p 1.49( 59.76%)d 0.00( 0.08%)
( 50.76%) 0.7124\* C 2 s( 44.47%)p 1.25( 55.47%)d 0.00( 0.06%)
13. (1.96941) BD ( 1) C 1- H 3
( 61.15%) 0.7820\* C 1 s( 29.81%)p 2.35( 70.15%)d 0.00( 0.04%)
( 38.85%) 0.6233\* H 3 s( 99.91%)p 0.00( 0.09%)
14. (1.98105) BD ( 1) C 1- H 4
( 61.33%) 0.7832\* C 1 s( 30.09%)p 2.32( 69.87%)d 0.00( 0.04%)
( 38.67%) 0.6218\* H 4 s( 99.91%)p 0.00( 0.09%)
15. (1.98492) BD ( 1) C 2- H 5
( 62.36%) 0.7897\* C 2 s( 32.79%)p 2.05( 67.18%)d 0.00( 0.03%)
( 37.64%) 0.6135\* H 5 s( 99.89%)p 0.00( 0.11%)
16. (1.99056) BD ( 1) C 2-Cl 6
( 43.14%) 0.6568\* C 2 s( 22.75%)p 3.39( 77.00%)d 0.01( 0.25%)
( 56.86%) 0.7541\*Cl 6 s( 18.31%)p 4.43( 81.12%)d 0.03( 0.57%)
---------------- non-Lewis ----------------------------------------------------
17. (0.09516) BD\*( 1) C 1- C 2
( 51.39%) 0.7169\* C 1 s( 0.00%)p 1.00( 99.94%)d 0.00( 0.06%)
( 48.61%) -0.6972\* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.95%)d 0.00( 0.05%)
18. (0.01232) BD\*( 2) C 1- C 2
( 50.76%) 0.7124\* C 1 s( 40.16%)p 1.49( 59.76%)d 0.00( 0.08%)
( 49.24%) -0.7017\* C 2 s( 44.47%)p 1.25( 55.47%)d 0.00( 0.06%)
19. (0.00909) BD\*( 1) C 1- H 3
( 38.85%) 0.6233\* C 1 s( 29.81%)p 2.35( 70.15%)d 0.00( 0.04%)
( 61.15%) -0.7820\* H 3 s( 99.91%)p 0.00( 0.09%)
20. (0.01032) BD\*( 1) C 1- H 4
( 38.67%) 0.6218\* C 1 s( 30.09%)p 2.32( 69.87%)d 0.00( 0.04%)
( 61.33%) -0.7832\* H 4 s( 99.91%)p 0.00( 0.09%)
21. (0.02582) BD\*( 1) C 2- H 5
( 37.64%) 0.6135\* C 2 s( 32.79%)p 2.05( 67.18%)d 0.00( 0.03%)
( 62.36%) -0.7897\* H 5 s( 99.89%)p 0.00( 0.11%)
22. (0.03245) BD\*( 1) C 2-Cl 6
( 56.86%) 0.7541\* C 2 s( 22.75%)p 3.39( 77.00%)d 0.01( 0.25%)
( 43.14%) -0.6568\*Cl 6 s( 18.31%)p 4.43( 81.12%)d 0.03( 0.57%)Resumen del análisis de la población natural
Natural Population
Natural ---------------------------------------------
Atom No Charge Core Valence Rydberg Total
--------------------------------------------------------------------
C 1 -0.43992 1.99995 4.42868 0.01129 6.43992
C 2 -0.22801 1.99996 4.20978 0.01827 6.22801
H 3 0.22758 0.00000 0.76996 0.00246 0.77242
H 4 0.22498 0.00000 0.77165 0.00337 0.77502
H 5 0.23463 0.00000 0.76237 0.00300 0.76537
Cl 6 -0.01926 9.99998 7.00353 0.01575 17.01926
====================================================================
\* Total \* 0.00000 13.99989 17.94598 0.05414 32.00000Geometría optimizada DF-BP86/def2-SVP
6
symmetry cs ( E = -538.027155015 A.U. )
C 1.309538928 1.048660302 0.000000000
C 0.000000000 0.759346920 0.000000000
H 1.630332304 2.102388803 0.000000000
H 2.083175437 0.265507033 0.000000000
H -0.793639761 1.523771533 0.000000000
Cl -0.633947150 -0.867041806 0.000000000* También es importante entender que los átomos nunca se hibridan, sólo lo hacen los orbitales. La presencia de un orbital híbrido sp no excluye la presencia de un orbital sp 3 orbital híbrido.
@Mockingbird Son los orbitales virtuales correspondientes (antienlace) que pertenecen a los orbitales de enlace. Nótese que todos ellos tienen un plano nodal perpendicular al eje de enlace.
¿Por qué los pares solitarios no tienen su correspondiente orbital antibonding? O, ¿simplemente no lo han mencionado?
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Los átomos terminales y electronegativos son en el 99% de los casos sp hibridado. (No hay orejas de conejo).