Carácter del enlace y ángulos de enlace

Question

En algún momento de la investigación de por qué el $\ce{Cl-C-H}$ El ángulo de enlace en el cloruro de metilo es menor que el previsto ( $\pu{109.5^\circ}$ ), me encontré con un libro que decía que los efectos de retirada de electrones del átomo de cloro daban el $\ce{C-Cl}$ vínculo más "p-carácter".

¿Qué significa esto? ¿Está utilizando simplemente este término para describir la naturaleza alargada del enlace, es decir, que los orbitales s son esféricos y los orbitales p no son esféricos, sino alargados (al menos como se representa en los dibujos de los libros de texto)?

¿Está diciendo el autor que los efectos de retirada de electrones del cloro hacen que los electrones pasen más tiempo alejados del núcleo; de ahí el "carácter p"? Entiendo que en una cáscara esférica, los electrones son básicamente equidistantes del núcleo. Pero en una cáscara alargada, de "carácter p", los electrones pueden alejarse más del núcleo.

Answer 1

Los orbitales S tienen menor energía que los P. Los electrones prefieren estar en un orbital de energía lo más baja posible. Por lo tanto, cuando mezclamos orbitales S y P para hacer orbitales híbridos, cuanto más carácter S tenga el orbital, menor será la energía de los electrones que ocupen ese orbital. Permíteme usar el cloroformo, $\ce{CHCl3}$ como un ejemplo para hacer mi punto (tengo datos para ello y el $\ce{C-Cl}$ son análogos a los del cloruro de metilo). El átomo de cloro es electronegativo, por lo que los electrones del $\ce{C-Cl}$ pasarán más tiempo cerca del cloro, lejos del carbono, que en una $\ce{C-H}$ de lazo. Así que si la densidad de electrones en el orbital híbrido aportado por el carbono al $\ce{C-Cl}$ bono se va a reducir, ¿por qué poner tanto carácter S? En su lugar, guarda ese carácter S para otros orbitales híbridos que emanan del carbono y que tienen una mayor densidad de electrones en ellos. Resulta que en el caso del cloroformo, conociendo los distintos ángulos de enlace y el $\ce{C_{3V}}$ simetría de la molécula, que la parte de carbono del $\ce{C-Cl}$ tiene una hibridación de aproximadamente $\ce{sp^4}$ (más carácter P y menos carácter S, tal como habíamos previsto, ya que tiene una menor densidad de electrones) y el $\ce{C-H}$ bonos son aproximadamente $\ce{sp^{2.75}}$ (utilizando ese carácter S que guardamos del $\ce{C-Cl}$ para estabilizar los electrones en estos 3 orbitales, tal y como predijimos). Los mismos efectos se producen en el cloruro de metilo, aunque no de forma tan drástica (por ejemplo, el índice de hibridación del $\ce{C-Cl}$ será mayor que 3 pero menor que 4).