Química Inorgánica

Comisión N°: -
Integrantes: -
Fecha: 30/08/2012
INFORME TRABAJO PRÁCTICO N°2
ESTRUCTURA DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
I. Parte Computacional
Objetivos:
- Conocer los órdenes de magnitud de parámetros atómicos y moleculares como: frecuencias de excitaciones electrónicas, excitaciones vibracionales, energías de ionización, energía de disociación molecular, energías de interacciónintermoleculares.
- Visualizar orbitales y geometrías moleculares.
- Analizar una curva de energía potencial.
- Interpretar las diferencias cualitativas observadas entre los espectros atómicos y moleculares.
A. Átomos. Energías de ionización.
Elemento | Átomo | Ion | E.I.calc. (kcal/mol) | E.I.tab. * (kcal/mol) |
| Multiplicidad | Carga | Energía(kcal/mol) | Multiplicidad | Carga | Energía(kcal/mol)| | |
Li | 2 | 0 | -4631,9697250 | 1 | 1 | -4509,9701281 | 121,9995 | 124,282 |
Be | 1 | 0 | -9090,6174848 | 2 | 1 | -8904,3422553 | 186,2752 | 214,985 |
B | 2 | 0 | -15304,8075400 | 1 | 1 | -15120,7052063 | 184,1023 | 191,371 |
C | 3 | 0 | -23519,7280307 | 2 | 1 | -23269,5015220 | 250,2265 | 259,655 |
N | 2 | 0 | -33951,6474559 | 3 | 1 | -33629,0338572 | 322,6135 | 335,157 |
O | 3| 0 | -46682,7281676 | 4 | 1 | -46409,9470220 | 272,7811 | 314,029 |
F | 2 | 0 | -62026,1845360 | 3 | 1 | -61573,5348624 | 452,6496 | 401,179 |
* Mahan, Bruce M., Química: Curso universitario, Addison-Wesley, 4ta edición, pág. 495.
Análisis de la tendencia observada:
La energía de ionización es la correspondiente al siguiente proceso:
E(g) → E(g) + 1eˉ
Se observa que cuanto máselectronegativo es el átomo, la energía es cada vez más pequeña, o sea, mas negativa; en cambio la energía de ionización aumenta. Esto quiere decir que el átomo es más estable e intentar quitar un electrón costaría mucho trabajo. Se puede suponer que la energía de ionización es mayor porque hay mayor carga nuclear efectiva y que el número atómico aumenta. Los electrones están más cerca del núcleo por lotanto más atraídos (el apantallamiento es similar en todos los elementos ya que están en el mismo período).
Se puede observar también que del Be al B la energía de ionización disminuye en vez de aumentar. Se puede intuir que esto se debe a que el Be tiene una capa completa, la 2s². Esto hace que el átomo sea extremadamente estable, por lo tanto su energía de ionización es mayor. Lo mismo sucedeentre el N y el O, solo que en este caso el N tiene una capa semillena, que al igual que el Berilio la hace más estable y por lo tanto con energía de ionización mayor.
B. Moléculas
B.1. Energías de unión.
Sistema | 2EM (Kcal/mol) | EM2 (Kcal/mol) | E unión (M2) calc. (Kcal/mol) | E unión (M2) tab.* (Kcal/mol) |
N2 | -9335,4617760 | -9550,3068847 | -214,84 | -225,83 |
O2 triplete |-14579,1642000 | -14726,0216685 | -146,85 | -142,00 |
O2 singlete | -14579,1642000 | -14716,0886029 | -136,92 | -119,05 |
F2 | -22244,2255020 | -22304,4763777 | -60,250 | -37,93 |
*Chang, Raymond, Química, McGraw-Hill, 7ma edición, pág 356.
Lide, David R.; Handbook of Chemistry And Physics, 78th Edition.

Análisis de la tendencia observada:
La energía de unión es la correspondiente a lasiguiente ecuación:
E(g) + E(g) → E2
Se puede observar en este caso que la energía de unión aumenta de N2 a F2. Esto quiere decir que cuanto más negativa es la energía de enlace, la molécula es más estable que los átomos por separado. Se puede notar esto al ver los valores que toman 2EM (energía de los dos átomos por separado) y E M2 (energía total de la molécula), donde siempre el EM2 es más negativo(o sea más estable) que el 2E M. Asimismo se puede vincular estos datos con el orden de enlace, donde cuanto mayor es el orden de enlace, menor es la distancia entre los núcleos y es más difícil de romper la unión entre los átomos debido a que su energía es más negativa.
Se puede comprobar resolviendo la siguiente ecuación:
Orden de enlace = nº de electrones ligantes – nº de electrones...