Labo 2

INFORME DE TRABAJO PRÁCTICO N°2
ESTRUCTURA DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS



I. Parte Computacional

Objetivos: Cálculo de energías de ionización, determinación de órdenes de magnitud de la energía de uniones químicas y curvas de energía potencial. Visualización de orbitales moleculares (OM) y su geometría molecular.

A. Átomos. Energías de ionización. (Energías expresadas en kcal/mol)

ÁtomoIon
Elemento Multipli-cidad Carga Energía Multipli-cidad Carga Energía E.I. calc. E.I. tab.*
Li 2 0 -4631,96973 1 -1 -4509,97013 -121,999597
Be 1 0 -9090,61749 2 -1 -8904,34226 -186,27523
B 2 0 -15304,8075 1 -1 -15120.7052 -184,1023
C 3 0 -23519,728 2 -1 -23269,5015 -250,226511
N 4 0 -33951,6475 3 -1 -33629,0339 -322,613599
O 3 0 -46682,7282 4 -1 -46409,947 -272,781139
F 2 0-62026,1845 3 -1 -61670,8544 -355,330114

Análisis de la tendencia observada: Al analizar los resultados se evidencia que a lo largo del periodo dos, las energías de ionización aumentan. Esto es debido a la disminución del radio atómico, que hace más difícil quitar un electrón. A esta tendencia existen dos excepciones, el Be y el N, debido a la mayor estabilidad proporcionada por sus capas llenay semillena respectivamente.








B. Moléculas

B.1. Energías de unión. (Expresadas en kcal/mol)

Sistema EUnion EUnionTab*
N2 -214,845109
O2 -146,85672
F2 -60,2508757

Análisis de la tendencia observada: Los datos muestran una mayor energía de unión en el N2 que en el O2 y F2. La energía de unión, es decir la diferencia entre la energía molecular y el doble de la energíade cada átomo, es mayor para el nitrógeno y disminuye hacia el Flúor, esto se debe a que el N2 posee un enlace triple lo cual acorta la distancia entre sus núcleos, y hace que la atracción sea mayor, mientras que los otros dos son enlaces simples y dobles. Esto también se evidencia entre el O2 y el F2, ya que el O2 tiene mayor energía de unión y a su vez posee un enlace doble, mientras que el F2tiene la menor energía, y su enlace es simple.

Sistema EMonomero EDimero EUnionCalc. EUnionTab*
H2O -8037,81917 -16076,9816 -1,3432419
Citosina -35082,9905 X X X
Guanina -47543,7309 X X X
Cit-Gua X -82668,992 -42,2706112 X

Análisis de la magnitud de las energías de unión: Las energías de losmonómeros, según los datos, son mayores en la citosina y la guanina, que en el agua. Esto es porque estas son moléculas más grandes, con mayor cantidad de uniones.
Al comparar las energías de las uniones intermoleculares, notamos que estas también son mayores. Una explicación posible, es que en un dímero, el agua presenta solo una unión puente de hidrogeno, y el dímero Cit-Gua presenta dos. Además lasmoléculas de citosina y guanina tienen una cantidad mucho mayor de átomos, lo que les otorga, en uniones moleculares, una fuerza de dispersión mayor.









B.2. Curva de energía potencial
He2: N2:







Análisis de los potenciales:
La curva de la energía potencial se debe a las fuerzasintermoleculares en función a la distancia entre los centros de las dos moléculas. Es la suma de la fuerza repulsiva y la atractiva entre los electrones y el núcleo de un átomo.
Ambos gráficos muestran un aumento de energía potencial cuando la distancia internuclear es muy chica, esto significa que cuando los átomos se acercan experimentan fuerzas repulsivas de gran magnitud, debidas a larepulsión de Pauling.
Además de esto, podemos detallar que en el gráfico de He2, no se ven puntos de equilibrio, sino que predomina siempre la fuerza repulsiva. Esto es correcto, ya que experimentalmente en el caso del He, al ser un gas noble y estable, predomina la repulsión porque la energía potencial aumenta cada vez más a medida que disminuye la distancia entre los núcleos
En el gráfico de N2...