Quimica

TEMA 3

EL ENLACE COVALENTE

1. Orbitales atómicos.
2. Teoría de orbitales moleculares (OM).
3. El enlace en la molécula de metano.
4. La molécula de etano.
5. La molécula de etileno.
6. La molécula de acetileno.

Fundamentos de Química Orgánica

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TEMA 3. EL ENLACE COVALENTE
1. Orbitales atómicos. 2. Teoría de orbitales moleculares (OM). 3. El enlace en la
molécula de metano.4. La molécula de etano.

5. La molécula de etileno. 6. La

molécula de acetileno.
1. Orbitales atómicos.
En química general suele estudiarse detenidamente el concepto de orbital, por
tanto bastará con recordar que orbital es una región tridimensional alrededor del
núcleo atómico donde existe mayor probabilidad de encontrar un electrón. El principio
de incertidumbre de Heisenberg indicaque la posición y el momento de un electrón no
pueden conocerse simultáneamente. Esto significa que nunca podemos saber con
total certeza donde se encuentra el electrón pero sí podemos describir su posible
localización. El contorno orbitálico indica la existencia de mas de un 90% probabilidad
de encontrar al electrón en el espacio definido por dicho contorno.
Según la mecánica cuántica, loselectrones se colocan en regiones concéntricas
al núcleo. Cada región, o nivel, contiene subregiones que son los orbitales atómicos.
Cada orbital atómico tiene una energía característica que viene dada por la ecuación
de Schrödinger. Así, la primera región contiene sólo al orbital s y consiste en una
región esférica en cuyo centro se encuentra el núcleo1.

Orbital atómico 1s

1

El centrode la esfera que forma el orbital s corresponde a un NO

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Tema 3

La segunda región contiene 1 orbital s (esférico) y 3 orbitales p, que son
mutuamente perpendiculares entre sí. En la siguiente figura se indica la forma de cada
uno de los orbitales 2p.

Orbital atómico 2px

Orbital atómico 2py

Orbital atómico 2pz

El tercer nivel cuántico posee 1 orbital s, 3 orbitales p y 5orbitales d, cuya forma
y orientación se da en la siguiente figura:

El cuarto nivel cuántico contiene 1 orbital s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7
orbitales f.

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2. Teoría de orbitales moleculares (OM)
Según la teoría de orbitales moleculares (OM), los enlaces covalentes de las
moléculas se forman por solapamiento de orbitales atómicos, de maneraque los
nuevos orbitales moleculares pertenecen a la molécula entera y no a un átomo sólo.
Para comprender mejor esta teoría describiremos primero el enlace en una molécula
de H2.

H H
En esta molécula el orbital 1s de uno de los átomos de hidrógeno se solapa con
el orbital 1s del otro hidrógeno formándose un orbital molecular. La densidad
electrónica del OM es mayor en la región desolapamiento. El enlace que se forma
cuando dos orbitales s solapan se denomina enlace sigma (σ). Los electrones en un
enlace σ se encuentran simétricamente distribuidos alrededor de un eje internuclear.
Durante la formación del enlace, los dos orbitales se acercan uno a otro y
comienzan a solapar, liberándose energía a medida que el electrón de cada átomo es
atraído por la carga positiva delnúcleo del otro átomo. Cuanto mayor sea el
solapamiento, mayor será el desprendimiento de energía y, por tanto, menor será la
energía del Orbital Molecular (OM). Si el proceso de aproximación de los átomos
continua, los núcleos atómicos pueden llegar a repelerse mutuamente, lo cual hace
que la energía del sistema aumente. Esto significa que la máxima estabilidad (mínima
energía) se alcanza cuandolos núcleos se encuentran a una distancia determinada
que se conoce con el nombre de longitud de enlace.
Según la teoría de Orbitales Moleculares (OM) el número de éstos es igual al
número de orbitales atómicos (OA) que se solapan. En el caso de la molécula de
hidrógeno se solapan dos OA y por tanto se formarán dos nuevos OM. El OM de
menor energía se forma cuando se solapan los dos OA que...