Introducción

Introducción


Geometría molecular y teorías de enlace:
Las estructuras de Lewis (bidimensionales) nos ayudan a entender la composición de las moléculas y sus enlaces covalentes. Sin embargo, no muestran uno de los aspectos más importantes: su forma tridimensional. La forma y el tamaño de una molécula dependen de los ángulos y distancias entre los núcleos de sus átomos componentes. En un enlacecovalente, los electrones se ubican en la molécula de manera que la repulsiones electrostáticas se reduzcan al mínimo. Por lo tanto, el resultado de la repulsión de los electrones que se encuentran en torno al átomo central es lo que determinará la disposición que los átomos adoptarán en el espacio.














Definición de orbitales atómicos

En el modelo atómico surgido tras la aplicación dela Mecánica Cuántica al átomo de Bohr, se denomina orbital a cada uno de los estados estacionarios de la función de onda de un electrón en un átomo. No representan la posición concreta de un electrón en el espacio, sino que representan una región del espacio en torno al núcleo atómico en la que la probabilidad de encontrar al electrón es elevada o máxima. El nombre de los orbitalesatómicos se debe a sus líneas espectroscópicas (en inglés s sharp, p principal, d diffuse y f (fundamental)

Tipos de orbitales atómicos
Orbital s:
El orbital s tiene simetría esférica alrededor del núcleo atómico. En la figura se muestran dos formas alternativas de representar la nube electrónica de un orbital s: en la primera, la probabilidad de encontrar al electrón (representada por la densidad depuntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la segunda, se representa el volumen esférico en el que el electrón pasa la mayor parte del tiempo (mayor probabilidad de encontrarlo). Principalmente por la simplicidad de la representación es ésta segunda forma la que usualmente se emplea. Para valores del número cuántico principal mayores que uno, la probabilidad de encontrar alelectrón se concentra a cierta distancia del núcleo, ya que a medida que aumenta n aumenta la energía que posee el electrón, por lo que está menos firmemente unido al núcleo.

Orbital p:
La forma geométrica de los orbitales p es la de dos esferas achatadas hacia el punto de contacto (el núcleo atómico) y orientadas según los ejes de coordenadas. En función de los valores que puede tomar eltercer número cuántico ml (-1, 0 y 1) se obtienen los tres orbitales p simétricos respecto a los ejes x, z e y. Análogamente al caso anterior, en los orbitales p al incrementarse el valor del número cuántico principal la probabilidad de encontrar el electrón se aleja del núcleo atómico.


Orbital d:
Los orbitales d tienen una forma más diversa: cuatro de ellos tienen forma de 4 lóbulos de signosalternados (dos planos nodales, en diferentes orientaciones del espacio), y el último es un doble lóbulo rodeado por un anillo (un doble cono nodal).


Orbita f El orbital f es un conjunto de 7 orbitales, simétricamente distribuidos sobre losplanos X, Y y Z. En cada uno de estos siete orbitales puede haber un máximo de 2 electrones, por lo que un orbital f puede tener hasta 14 electrones. Los orbitales f se encuentran a partir de la cuarta capa.



Combinación lineal de orbitales atómicos
La combinación lineal de orbitales atómicos se utiliza para describir cualitativamente la estructura molecular, siguiendo sencillas reglas:
Elnúmero de orbitales atómicos que se encuentran en la expansión lineal es igual que el número de orbitales moleculares.
Si un orbital atómico tiene una energía similar a otro, éstos se mezclarán más fácilmente, es decir, ayudan más a los mismos orbitales moleculares. Este hecho sucede en moléculas biatómicas homo nucleares, como por ejemplo, el oxígeno (O2). Pero si en cambio, cuando se...