quimica cuantica

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

LABORATORIO DE QUÍMICA CUANTICA

PRÁCTICA #4: ENLACE QUÍMICO

INFORME DE TRABAJO EXPERIMENTAL









INTRODUCCIÓN:
Las moléculas más simples de estudiar, desde el punto de vista de la teoría de orbitales moleculares, son las que están formadas por dos átomos del mismo elemento, esto es, lasmoléculas diatómicas homonucleares.
Los orbitales atómicos de las moléculas atómicas heteronucleares difieren de los de las homonucleares en que presentan una contribución desigual de cada uno de los orbitales atómicos que los constituyen. Cada orbital molecular, en este tipo de molécula, se puede representar como una combinación lineal de los orbitales atómicos:
Ψ = cAφA + cφAφB
Pero, encontra de lo que sucede en las moléculas homonucleares, los coeficientes cA y cB no son iguales en magnitud. Si cA>cB, el orbital molecular Ψ estará compuesto principalmente por φA y los electrones que ocupen dicho orbital se encontrarán más próximos al átomo A que al B.
La mayor contribución al orbital molecular enlazante normalmente proviene del átomo más electronegativo, debido a que la energíade estos orbitales es siempre menor que la de los orbitales del átomo más electropositivo. En consecuencia, los electrones del enlace se "encontrarán" cerca del átomo más electronegativo. El enlace en este tipo de moléculas será un enlace covalente polar, pues los electrones del enlace no son igualmente compartidos por ambos átomos. Obviamente si en el orbital molecular enlazante cA>cB, para elantienlazante debe cumplirse lo contrario, esto es, cB>cA, para que la contribución neta de ambos orbitales atómicos a los dos orbitales moleculares sea la misma.
Una segunda diferencia entre las moléculas diatómicas homo y heteronucleares es que la disminución en energía, como resultado del solapamiento de los orbitales atómicos de los diferentes átomos, en una molécula heteronuclear es mucho menospronunciada que en una molécula homonuclear, en la cual los orbitales atómicos tienen la misma energía.

RESULTADOS:
Energía de los orbitales ocupados y energía total de la especie neutra, su ion positivo, su ion negativo y su distancia de enlace optimizada.


Tabla1
EIGENVALUES PARA LA MOLÉCULA DE N2
OCUPADOS
-15.68962
-15.68651
-1.45777
-0.78380
-0.62981
-0.60318
-0.60318EIGENVALUES PARA LA MOLÉCULA DE N
OCUPADOS
-15.66694
-1.15953
-0.56825
-0.56825
-0.56825




TABLA2 Energía de los eigenvalues ocupados.
MOLECULA
ORBITAL HOMO
ORBITAL LUMO
N2
-0.60318
0.15478
N
-0.56825
0.72379

TABLA3 Energía total de la especie neutra, su ion positivo y negativo.
MOLECULA / ION
DISTANCIA DE ENLACE
ENERGÍA TOTAL (Hartree)
N2
1.1198
-109.2970086
N2-
1.6-109.1744108
N2+
1.6
-108.7451934

TABLA4 molécula diatómica heteronuclear (HCl)
Molécula
µ
E T
[hartrees]
Carga atómica de Mulliken

M.D
Orden de enlace

E HOMO

E LUMO
ΔE LUMO-HOMO
[hartrees]
Distancia de enlace [Aº]
E enlace
[hartrees]
NaCl
1
-621.5756659
0
9.7432
1
-1.55257
0.35386
-1.90643
2.3861
-0.1210646
Na
2
-0.18190
0.749542
Cl
2
-459.5039957-0.749542

ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para esta molécula la formación de enlaces se muestran a continuación:






Su distribución espacial de sus orbitales moleculares se da de la siguiente manera

Con los resultados que se muestran en la tabla 1 construimos el diagrama de energía






Las energías toman valores crecientes a medida que aumentan el primer número cuántico “n”.
Deacuerdo a las energías totales de la molécula neutra, su ión molécula positiva, su ión molécula negativa, podemos decir que la molécula más estable es la molécula neutra; puesto que esta presenta una menor energía total. A su vez el ión molécula negativa es más estable que su ión molécula positiva, pero menos estable que la molécula neutra.
Con los valores de energía totales de la molécula N2...