$\ce{HBr}$ puede explicarse por un simple solapamiento orbital, así como por $\mathrm{sp^3}$ hibridación de $\ce{Br}.$ ¿No podemos usar el momento dipolar para encontrar si los pares solitarios en $\ce{Br}$ son mutuamente perpendiculares o $\mathrm{sp^3}$ -¿hibridada?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Desde un punto de vista teórico esperaríamos que el Br estuviera hibridado sp3, porque en la molécula de HBr el átomo de Br tiene 4 pares de electrones a su alrededor (los 3 pares solitarios más el par de enlace), y la simetría (más la repulsión de los electrones entre sí) nos dice que esperemos que 4 pares de electrones se organicen en un tetraedro, y como sabes explicamos una disposición tetraédrica de pares de electrones alrededor de un átomo argumentando que los orbitales atómicos s y p forman orbitales híbridos sp3.
Es la misma lógica de la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (VSEPR) la que nos lleva a esperar que los 4 pares de enlace alrededor del C en el CH4 deberían estar dispuestos tetraédricamente y, por lo tanto, el átomo de C está hibridado sp3. (También esperaríamos que una determinación más cuidadosa y precisa nos diera alguna desviación de esta predicción para el HBr, ya que a diferencia del CH4 los 4 pares de electrones alrededor del Br en el HBr no son equivalentes).
Pero usted está interesado en la cuestión de si podría haber alguna verificación experimental de esta expectativa. No creo que el momento dipolar experimental funcione, porque es una imagen demasiado cruda de la distribución de electrones, sólo nos dice si los electrones pasan un tiempo extra cerca del H o cerca del Br, y ya sabemos que será el Br debido a su carga nuclear efectiva mucho más fuerte para los electrones de valencia. Lo que quieres saber es algo así como si los electrones de valencia pasan mucho más tiempo en el lado "lejano" del Br, lejos del enlace H-Br, en contraposición al lado "cercano", por lo que podemos concluir que están en orbitales híbridos sp3 que apuntan lejos del enlace H-Br. A priori, no se me ocurre ningún experimento que pueda probar esto de forma inequívoca.
Ciertamente podrías calcular la densidad de electrones en la molécula de HBr, con un buen paquete de química cuántica, y para una molécula tan pequeña los resultados deberían ser bastante fiables. Eso te diría si tiene más sentido considerar los pares solitarios del Br como en orbitales híbridos sp3 o en orbitales p atómicos.
