Quimica organica
Páginas: 6 (1278 palabras)
Publicado: 9 de septiembre de 2012
Orbital molecular
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En química cuántica, los orbitales moleculares son los orbitales (funciones matemáticas) que describen el comportamiento ondulatorio que pueden tener los electrones en las moléculas. Estas funciones pueden usarse para calcular propiedades químicas y físicas tales como la probabilidad de encontrar un electrón en una región del espacio. Eltérmino orbital fue utilizado por primera vez en inglés por Robert S. Mulliken en 1925 como una traducción de la palabra alemana utilizada por Erwin Schrödinger,'Eigenfunktion'. Desde entonces se considera un sinónimo a la región del espacio generada con dicha función. Los orbitales moleculares se construyen habitualmente por combinación lineal de orbitales atómicos centrados en cada átomo de lamolécula. Utilizando métodos de cálculo de la estructura electrónica, como por ejemplo, el método de Hartree-Fock se pueden obtener de forma cuantitativa.
Contenido
1 Configuración electrónica
2 Obtención cualitativa de orbitales moleculares
3 La molécula de hidrógeno
4 Tipos de orbitales moleculares
5 Véase también
Configuración electrónica
Los orbitales moleculares seutilizan para especificar la configuración electrónica de las moléculas, que permite describir el estado electrónico del sistema molecular como un producto antisimetrizado de los espín-orbitales. Para ello se suelen representar los orbitales moleculares como una combinación lineal de orbitales atómicos (también denominado LCAO-MO). Una aplicación importante es utilizar orbitales molecularesaproximados como un modelo simple para describir el enlace en las moléculas.
La mayoría de los métodos de química cuántica empiezan con el cálculo de los orbitales moleculares del sistema. El orbital molecular describe el comportamiento de un electrón en el campo eléctrico generado por los núcleos y una distribución promediada del resto de los electrones. En el caso de dos electrones que ocupan elmismo orbital, el principio de exclusión de Pauli obliga a que tengan espines opuestos. Hay que destacar que existen métodos más elaborados que no utilizan la aproximación introducida al considerar la función de onda como un producto de orbitales, como son los métodos basados en el uso de funciones de onda de dos electrones (geminales).
Obtención cualitativa de orbitales moleculares
Con el fin dedescribir cualitativamente la estructura molecular se pueden obtener los orbitales moleculares aproximándolos como una combinación lineal de orbitales atómicos.
Algunas reglas sencillas que permiten obtener cualitativamente los orbitales moleculares son:
El número de orbitales moleculares es igual al número de orbitales atómicos incluidos en la expansión líneal.
Los orbitalesatómicos se mezclan más (es decir, contribuyen más a los mismos orbitales moleculares) si tienen energías similares. Esto ocurre en el caso de moléculas diatómicas homonucleares como el O2. Sin embargo en el caso de que se unan diferentes núcleos la desigual carga (y por tanto la carga efectiva y la electronegatividad) hacen que el orbital molecular se deforme. De esta manera los dos orbitales 1s delhidrógeno se solapan al 50% contribuyendo por igual a la formación de los dos orbitales moleculares, mientras que en el enlace H-O el oxígeno tiene un coeficiente de participación mayor y el orbital molecular se parecerá más al orbital atómico del oxígeno (según la descripción matemática de la función de onda)
Los orbitales atómicos sólo se mezclan si lo permiten las reglas de simetría: losorbitales que se transforman de acuerdo con diferentes representaciones irreducibles del grupo de simetría no se mezclan. Como consecuencia, las contribuciones más importantes provienen de los orbitales atómicos que más solapan (se enlacen).
La molécula de hidrógeno
Como ejemplo simple, es ilustrativa la molécula de dihidrógeno H2, con dos átomos etiquetados H' y H". Los orbitales atómicos...
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En química cuántica, los orbitales moleculares son los orbitales (funciones matemáticas) que describen el comportamiento ondulatorio que pueden tener los electrones en las moléculas. Estas funciones pueden usarse para calcular propiedades químicas y físicas tales como la probabilidad de encontrar un electrón en una región del espacio. Eltérmino orbital fue utilizado por primera vez en inglés por Robert S. Mulliken en 1925 como una traducción de la palabra alemana utilizada por Erwin Schrödinger,'Eigenfunktion'. Desde entonces se considera un sinónimo a la región del espacio generada con dicha función. Los orbitales moleculares se construyen habitualmente por combinación lineal de orbitales atómicos centrados en cada átomo de lamolécula. Utilizando métodos de cálculo de la estructura electrónica, como por ejemplo, el método de Hartree-Fock se pueden obtener de forma cuantitativa.
Contenido
1 Configuración electrónica
2 Obtención cualitativa de orbitales moleculares
3 La molécula de hidrógeno
4 Tipos de orbitales moleculares
5 Véase también
Configuración electrónica
Los orbitales moleculares seutilizan para especificar la configuración electrónica de las moléculas, que permite describir el estado electrónico del sistema molecular como un producto antisimetrizado de los espín-orbitales. Para ello se suelen representar los orbitales moleculares como una combinación lineal de orbitales atómicos (también denominado LCAO-MO). Una aplicación importante es utilizar orbitales molecularesaproximados como un modelo simple para describir el enlace en las moléculas.
La mayoría de los métodos de química cuántica empiezan con el cálculo de los orbitales moleculares del sistema. El orbital molecular describe el comportamiento de un electrón en el campo eléctrico generado por los núcleos y una distribución promediada del resto de los electrones. En el caso de dos electrones que ocupan elmismo orbital, el principio de exclusión de Pauli obliga a que tengan espines opuestos. Hay que destacar que existen métodos más elaborados que no utilizan la aproximación introducida al considerar la función de onda como un producto de orbitales, como son los métodos basados en el uso de funciones de onda de dos electrones (geminales).
Obtención cualitativa de orbitales moleculares
Con el fin dedescribir cualitativamente la estructura molecular se pueden obtener los orbitales moleculares aproximándolos como una combinación lineal de orbitales atómicos.
Algunas reglas sencillas que permiten obtener cualitativamente los orbitales moleculares son:
El número de orbitales moleculares es igual al número de orbitales atómicos incluidos en la expansión líneal.
Los orbitalesatómicos se mezclan más (es decir, contribuyen más a los mismos orbitales moleculares) si tienen energías similares. Esto ocurre en el caso de moléculas diatómicas homonucleares como el O2. Sin embargo en el caso de que se unan diferentes núcleos la desigual carga (y por tanto la carga efectiva y la electronegatividad) hacen que el orbital molecular se deforme. De esta manera los dos orbitales 1s delhidrógeno se solapan al 50% contribuyendo por igual a la formación de los dos orbitales moleculares, mientras que en el enlace H-O el oxígeno tiene un coeficiente de participación mayor y el orbital molecular se parecerá más al orbital atómico del oxígeno (según la descripción matemática de la función de onda)
Los orbitales atómicos sólo se mezclan si lo permiten las reglas de simetría: losorbitales que se transforman de acuerdo con diferentes representaciones irreducibles del grupo de simetría no se mezclan. Como consecuencia, las contribuciones más importantes provienen de los orbitales atómicos que más solapan (se enlacen).
La molécula de hidrógeno
Como ejemplo simple, es ilustrativa la molécula de dihidrógeno H2, con dos átomos etiquetados H' y H". Los orbitales atómicos...
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