Tp N° 2 Estructura de átomos y moléculas

Trabajo Práctico N° 2
Estructura de átomos y moléculas.

I. Parte Computacional

Objetivos
-Calcular energías de ionización para átomos del 2do período
-Calcular y analizar la energía de uniones químicas y la curva de energía potencial para distintas moléculas
-Visualizar orbitales y geometrías moleculares

A. Átomos: Energías de ionización

Elemento ÁtomoIón E.I Calc E.I Tab.*
Multiplicidad Carga Energía Multiplicidad Carga Energía
Li 2 0 -4632,0 1 +1 -4510,0 122,0 124,3
Be 1 0 -9090,6 2 +1 -8904,3186,3 214,9
B 2 0 -15304,8 1 +1 -15120,7 184,1 191,3
C 3 0 -23519,7 2 +1 -23269,5 250,2 259,6
N 4 0 -33951,7 3 +1 -33629,0322,6 335,2
O 3 0 -46682,7 4 +1 -46410,0 272,8 314,0
F 2 0 -62026,2 3 +1 -61573,5 452,6 401,8

Tabla1.Nota: Todas las energías están calculadas en Kcal/mol*Fuente bibliográfica: “Inorganic Chemistry”, New York: Wiley 1982, paginas 76-79 y 81-84

Análisis de la tendencia observada:
La energía de ionización como ya sabemos es la energía necesaria para arrancar el electrón más débilmente unido del orbital más alejado del núcleo del átomo.
El litio como vemos tiene una energía de ionización baja, el cual refleja la facilidad de arrancar su electrónmas externo situado en el orbital 2s, esto es así también porque los electrones del orbital 1s hacen un efecto de apantallamiento, bajando la carga del núcleo sobre el ultimo electrón.
La energía de ionización decae del berilio al boro, porque el electrón de la capa externa del boro ocupa el orbital 2p; en cambio el berilio tiene una configuración electrónica más estable ya que, sus electronesocupan los orbitales 1s y 2s y están los cuatro apareados.
El carbono tiene una energía de ionización mayor porque tiene un electrón situado en el orbital 2p pero, como su carga nuclear ha aumentado en una unidad, su energía de enlace es mayor. El Nitrógeno tiene una energía de ionización aún mayor por el aumento de la carga nuclear.
La energía de ionización del oxígeno se reduce porque suconfiguración electrónica es 2p4 lo que genera que se produzca un apareamiento entre electrones en una de las diferentes conformaciones del orbital 2p (x, y o z), es así como aumentan las repulsiones electrón-electrón más de lo que se espera de una simple extrapolación a lo largo de la primera fila. De éste modo la energía de enlace se reduce significativamente.
El Flúor tiene la mayor energía deionización, esto se debe al aumento en la carga nuclear lo que genera que los electrones de la capa más externa se encuentren más fuertemente atraídos por el núcleo. Esto se debe a que aumenta el llenado de electrones en los orbitales y, como los niveles de los mismos se van comprimiendo, se produce un aumento en la atracción entre el último electrón de la capa más externa y el núcleo del átomo lo quegenera que haya que entregarle mayor energía de ionización al átomo para poder extraerle un electrón.

B. Moléculas

B.1. Energías de unión

Sistema
2 EM EM2 Eu (M2) calc. Eu (M2) tab*
H2O -8038,2 -16076,9 -0,5816
Citosina ­35091,4 ------------- -------------- ------------------
Guanina ­47563,8 ------------- -------------- ------------------...