Teoría de orbitales moleculares

TEORIA DE ORBITALES
DANIEL EDUARDO CÓRDOBA MEDINA
2010193007
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA
FACULTAD DE INGENIERIA
QUIMICA GENERAL
2010
TEORIA DE ORBITALES
El orbital es la descripción ondulatoria del tamaño, forma y orientación de una región del espacio disponible para un electrón. Cada orbital presenta una energía específica para el estado del electrón.
Según la teoría delos orbitales, pueden ser orbitales atómicos u orbitales moleculares.
Orbitales Atómicos: En términos generales, es la región donde es mayor la probabilidad de encontrar un electrón en un átomo, a medida que el radio con centro en el núcleo aumenta, la probabilidad disminuye.
Estos orbitales pueden ser s, p, d, f, y cada uno presenta sus características:
El orbital s tienesimetría esférica alrededor del núcleo atómico. Hay 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 de puntos) 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.

Orbital P:
La formageométrica 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 (x, y, z). En función de los valores que puede tomar el tercer 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, los orbitales p presentan n-2 nodos radiales en ladensidad electrónica, de modo que 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 unas formas más diversas, cuatro de ellos tienen forma de 4 lóbulos de signos alternados (dos planos nodales, en diferentes orientaciones del espacio), y el último es un doble lóbulo rodeado por unanillo (un doble cono nodal). Siguiendo la misma tendencia, presentan n-3 nodos radiales (valores de r para los que la densidad de probabilidad es cero).

Orbital f:
Los orbitales f tienen formas aún más exóticas, que se pueden derivar de añadir un plano nodal a las formas de los orbitales d. Presentan n-4 nodos radiales.

Orbitales Moleculares: El orbital moleculardescribe el comportamiento de un electrón en el campo eléctrico generado por los núcleos y una distribución promediada del resto de los electrones. En el caso de dos electrones que ocupan el mismo orbital, el principio de exclusión de Pauli obliga a que tengan espines opuestos.
Estos pueden usarse para calcular propiedades químicas y físicas tales como la probabilidad de encontrar un electrón en unaregión del espacio. Los orbitales moleculares se suelen representar como una combinación lineal de orbitales atómicos (también denominado LCAO-MO). Una aplicación importante es utilizar orbitales moleculares aproximados como un modelo simple para describir el enlace en las moléculas.
Con el fin de describir cualitativamente la estructura molecular se pueden obtener los orbitales molecularesaproximándolos como una combinación lineal de orbitales atómicos.
Algunas reglas sencillas que permiten obtener cualitativamente los orbitales moleculares son:
El número de orbitales moleculares es igual al número de orbitales atómicos incluidos en la expansión líneal.
Los orbitales atómicos se mezclan más (es decir, contribuyen más a los mismos orbitales moleculares) si tienenenergías similares. Esto ocurre en el caso de moléculas diatómicas homonucleares como el O2. Sin embargo en el caso de que se unan diferentes núcleos la desigual carga (y por tanto la carga efectiva y la electronegatividad) hacen que el orbital molecular se deforme. De esta manera los dos orbitales 1s del hidrógeno se solapan al 50% contribuyendo por igual a la formación de los dos...