Teoria delos orbitales moleculares

QI21A Química Moderna

Teoría de Orbitales Moleculares

Teoría de Orbitales Moleculares
Profesor Cátedra: Sr. Ricardo Letelier Profesor Auxiliar: Magín Torres

Los orbitales moleculares se forman por una combinación lineal de orbitales atómicos. Como los orbitales atómicos estaban definidos por una función de onda, las combinaciones entre ellos se tomarán como interferencias constructivaso destructivas. Ésto define tipos de orbitales moleculares enlazantes y antienlazantes. O.M. Enlazante Energía menor que el orbital de partida Interferencia constructiva Genera Enlace Químico O.M. Antienlazante Energía mayor que el orbital de partida Interferencia destructiva Orbital Antienlazante (densidad electrónica baja entre núcleos)

La combinación de ciertos orbitales atómicos dará origena diferentes tipos de orbitales moleculares. Orbitales tipo σs Se generan a partir de una combinación lineal de dos orbitales atómicos tipo s.

σ* antienlazante 1s σ enlazante

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Orbitales tipo πp,σp Se generan a partir de una combinación lineal de dos orbitales atómicos tipo npx, y npy.

σ∗ antienlazante π∗ antienlazante 2p σenlazante π enlazante

*Nota importante: Después del Nitrógeno (Z=7) el orden entre orbitales enlazantes se invierte (primero viene el sigma y después el pi). ____________________________________________________________

_____________ Tipos de Moléculas Diatómicas: Homonucleares: Poseen los mismos núcleos (H2, Li2, O2, N2) Heteronucleares: Poseen núcleos distintos (HLi,CN,NO,CO,BN,LiH,HHe)Paramagnéticas: Poseen electrones desapareados, se ven afectadas por campos magnéticos. m = n·(n + 2) Diamagnéticas: Poseen todos sus electrones apareados y no se ven afectadas por campos magnéticos (m=0). Polares: Su vector momento dipolar es distinto de cero, son afectadas por campos eléctricos (Moléculas heteronucleares). Apolares: Su vector momento dipolar es igual a cero, no se ven afectadas porcampos eléctricos (Moléculas homonucleares). ____________________________________________________________

_____________ Vector momento dipolar: Vector cuya magnitud está determinada por la diferencia de electronegatividades entre átomos, cuya dirección está definida por el ángulo definido por la geometría de la molécula y cuyo sentido está definido desde el átomo menos electronegativo hacia elátomo más electronegativo.

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Orden de enlace: El orden de enlace determina el número de enlaces que tiene la molécula. En caso de ser cero, ésta no existe. Se calcula con la siguiente fórmula: _ _ 1 OE = (n º e enlazantes − n º e antienlazantes ) 2 Moléculas Diatómicas Homonucleares H2 He2

1s

1s

OE=1 diamagnética µ=0OE=0 (no existe) diamagnética µ=0

* Noten que las reglas para llenar los orbitales moleculares son las mismas de las de orbitales atómicos: Principio de mínima energía, principio de exclusión de Pauli, Regla de Hund. Li2 Be2

2s

2s

OE: 1 diamagnética µ=0

OE: 0 (no existe) diamagnética µ=0

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B2

N2

2p

2p

OE:1 paramagnética µ=0 F2

OE: 3 diamagnética µ=0 NO

2p

OE: 0.5 paramagnética µ=0 Ambos Flúor Otorgan 9 electrones

OE: 1.5 paramagnética µ 0 En total se aportan (7+8) electrones, 7 del Nitrógeno y 8 del Oxígeno.

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En general, la regla para llenar las moléculas es la siguiente...

σ2p* π* 2p π σ2p σ2∗ 2s σ2

σ1∗ 1s σ1Más ejemplos... HF (Ácido Fluorhídrico): El Flúor otorga 9 electrones y el Hidrógeno 1. Debemos llenar los OM con 10 electrones.

2p

2s

1s

OE: 0.5· (6-4)=1, Diamagnética y Momento dipolar distinto de cero.

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Para moléculas con carga positiva, recuerden que se resta un electrón... Para moléculas con carga negativa, se...