Enlace Covalente
Páginas: 15 (3739 palabras)
Publicado: 3 de febrero de 2013
Tema 5. El Enlace covalente. Teorías de enlace.
1. La Teoría del Enlace de Valencia
1.1. Moléculas diatómicas homonucleares. 1.2. Moléculas poliatómicas. Hibridación de orbitales 1.3 La analogía isolobal. 2. La Teoría de los Orbitales Moleculares. 2.1. Solapamiento y simetría de los orbitales moleculares. 3. Las moléculas diatómicas homonucleares (A2). 3.1. Las configuraciones electrónicas delas moléculas diatómicas homonucleares 3.2. Propiedades magnéticas, energía de enlace y distancia de enlace. 4. Las moléculas diatómicas heteronucleares (AB). 4.1. La molécula de fluoruro de hidrógeno (HF). 4.2. La molécula de monóxido de carbono (CO). 5. Los compuestos hipervalentes.
6. Compuestos deficientes en electrones.
Enlace Químico y Estructura de la Materia
Tema 5: El EnlaceCovalente: Teorías de enlace.
1. La teoría del enlace de valencia.
1.1 Moléculas diatómicas homonucleares: H2
La Teoría del Enlace de Valencia fue la primera teoría, basada en la mecánica cuántica, que se desarrolló para explicar el enlace en las moléculas covalentes. Se puede considerar que expresa el concepto de Lewis del enlace en términos de las funciones de ondas. En 1927, Heitler yLondon propusieron un tratamiento mecano-cuántico para la molécula de hidrógeno, que fue posteriormente desarrollado por investigadores como Pauling y Slater, entre otros. Lo que aparece a continuación es un resumen del trabajo de Pauling y Coulson para la molécula de hidrógeno Los datos experimentales de la molécula de hidrógeno señalan una energía de enlace H-H es de 458 kJ/mol y una distancia H-Hde 74.1 pm. Estos son por tanto los valores que tiene que reproducir la teoría que describa dicho enlace.
La T.E.V supone la función de onda que describe al sistema (molécula de H2) será igual al producto de
las funciones de onda que describen a cada átomo por separado. Donde fA(1)fB(2) representan las funciones de onda del electrón 1 en el átomo de hidrógeno A y del electrón 2 en el átomo dehidrógeno B.
Y = fA(1)fB(2)
Enlace Químico y Estructura de la Materia
Tema 5: El Enlace Covalente: Teorías de enlace.
1. La teoría del enlace de valencia.
1.1 Moléculas diatómicas homonucleares: H2
La resolución de la ec. de ondas con la función anterior da unos valores de la energía y de la distancia pésimos (24 kJ/mol y 90 pm). A continuación se probó la función
Y =fA(1)fB(2) Y = fA(1)fB(2) + fA(2)fB(1) Inclusión de Zef Contribución iónica Valores Experimentales Energía (kJ/mol) 24 303 365 388 458 Distancia (pm) 90 86.9 74.3 74.9 74.1
denominada de intercambio, que supone que los electrones
no pueden asignarse a un átomo determinado: Y= fA(1)fB(2) + fA(2)fB(1) Esta función proporcionó un acercamiento en la energía y en la distancia, pero aún mejorables. Latercera mejora fue el empleo de la carga nuclear efectiva en las funciones de onda. Al haber dos electrones y dos núcleos, la inclusión de éste parámetro acercó los valores calculados a los experimentales. Se ha publicado una función Y con 100 términos que acerca el valor de la energía hasta el límite de 0.01 kJ/mol.
Finalmente,
se
consideró
una
contribución iónica, suponiendo que enalgún momento los dos electrones estarían en un átomo y ninguno en el otro. H-H H+ H¯ H¯ H+ iónica
covalente
Y = fA(1)fB(2) + fA(2)fB(1) + l fA(1)fA(2) + lfB(1)fB(2)
Enlace Químico y Estructura de la Materia
Tema 5: El Enlace Covalente: Teorías de enlace.
1. La teoría del enlace de valencia.
1.1 Moléculas diatómicas homonucleares: H2
La función de onda Y representa un enlaces (sigma). Este orbital presenta simetría cilíndrica alrededor del eje internuclear. La Figura 1 muestra la variación de la energía potencial para la molécula de H2 en función de la distancia internuclear. Esta curva presenta un mínimo que corresponde a la distancia de equilibrio (o de enlace) en esta molécula. - Las estructuras de Lewis y la RPECV no explican como se forma un enlace. - La...
1. La Teoría del Enlace de Valencia
1.1. Moléculas diatómicas homonucleares. 1.2. Moléculas poliatómicas. Hibridación de orbitales 1.3 La analogía isolobal. 2. La Teoría de los Orbitales Moleculares. 2.1. Solapamiento y simetría de los orbitales moleculares. 3. Las moléculas diatómicas homonucleares (A2). 3.1. Las configuraciones electrónicas delas moléculas diatómicas homonucleares 3.2. Propiedades magnéticas, energía de enlace y distancia de enlace. 4. Las moléculas diatómicas heteronucleares (AB). 4.1. La molécula de fluoruro de hidrógeno (HF). 4.2. La molécula de monóxido de carbono (CO). 5. Los compuestos hipervalentes.
6. Compuestos deficientes en electrones.
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1. La teoría del enlace de valencia.
1.1 Moléculas diatómicas homonucleares: H2
La Teoría del Enlace de Valencia fue la primera teoría, basada en la mecánica cuántica, que se desarrolló para explicar el enlace en las moléculas covalentes. Se puede considerar que expresa el concepto de Lewis del enlace en términos de las funciones de ondas. En 1927, Heitler yLondon propusieron un tratamiento mecano-cuántico para la molécula de hidrógeno, que fue posteriormente desarrollado por investigadores como Pauling y Slater, entre otros. Lo que aparece a continuación es un resumen del trabajo de Pauling y Coulson para la molécula de hidrógeno Los datos experimentales de la molécula de hidrógeno señalan una energía de enlace H-H es de 458 kJ/mol y una distancia H-Hde 74.1 pm. Estos son por tanto los valores que tiene que reproducir la teoría que describa dicho enlace.
La T.E.V supone la función de onda que describe al sistema (molécula de H2) será igual al producto de
las funciones de onda que describen a cada átomo por separado. Donde fA(1)fB(2) representan las funciones de onda del electrón 1 en el átomo de hidrógeno A y del electrón 2 en el átomo dehidrógeno B.
Y = fA(1)fB(2)
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Tema 5: El Enlace Covalente: Teorías de enlace.
1. La teoría del enlace de valencia.
1.1 Moléculas diatómicas homonucleares: H2
La resolución de la ec. de ondas con la función anterior da unos valores de la energía y de la distancia pésimos (24 kJ/mol y 90 pm). A continuación se probó la función
Y =fA(1)fB(2) Y = fA(1)fB(2) + fA(2)fB(1) Inclusión de Zef Contribución iónica Valores Experimentales Energía (kJ/mol) 24 303 365 388 458 Distancia (pm) 90 86.9 74.3 74.9 74.1
denominada de intercambio, que supone que los electrones
no pueden asignarse a un átomo determinado: Y= fA(1)fB(2) + fA(2)fB(1) Esta función proporcionó un acercamiento en la energía y en la distancia, pero aún mejorables. Latercera mejora fue el empleo de la carga nuclear efectiva en las funciones de onda. Al haber dos electrones y dos núcleos, la inclusión de éste parámetro acercó los valores calculados a los experimentales. Se ha publicado una función Y con 100 términos que acerca el valor de la energía hasta el límite de 0.01 kJ/mol.
Finalmente,
se
consideró
una
contribución iónica, suponiendo que enalgún momento los dos electrones estarían en un átomo y ninguno en el otro. H-H H+ H¯ H¯ H+ iónica
covalente
Y = fA(1)fB(2) + fA(2)fB(1) + l fA(1)fA(2) + lfB(1)fB(2)
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1. La teoría del enlace de valencia.
1.1 Moléculas diatómicas homonucleares: H2
La función de onda Y representa un enlaces (sigma). Este orbital presenta simetría cilíndrica alrededor del eje internuclear. La Figura 1 muestra la variación de la energía potencial para la molécula de H2 en función de la distancia internuclear. Esta curva presenta un mínimo que corresponde a la distancia de equilibrio (o de enlace) en esta molécula. - Las estructuras de Lewis y la RPECV no explican como se forma un enlace. - La...
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