TP uba 2,2 hyperchem

Trabajo Práctico N°2,2
Estructura de Átomos y Moléculas
“Simulaciones Computacionales: HyperChem”
Alumnos:
Turno:
Cajón:
Objetivos:
1.Átomos: •Cálculo de energías de ionización
2. Moléculas:
•Determinación de órdenes de magnitud de la energía de uniones químicas
•Determinación de curvas de energía potencial
•Visualización de orbitales moleculares(OM)
•Visualización de geometrías moleculares


Átomos:La siguiente tabla fue extraída del modelo de informe, en la cual representaremos la energía de ionización de los distintos átomos con sus respectivos iones:
Átomo ION EnergíaIoniza.calc. EnergíaIoniza.tab.
Elemento Multiplicidad Carga Energía Multiplicidad Carga Energía [E]= Kcal/mol [E]= Kcal/mol
Li 2 0 -4631,97 1 +1 -4509,97122 124
Be 1 0 -9090,62 2 +1 -8904,34 186,3 215
B 2 0 -15304,81 1 +1 -15120,71 184,1 191
C 1 0 -23463,44 2 +1 -23269,50 193,94 260
N 4 0 -33951,65 1 +1 -33553,65 398 336
O 3 0 -46682,71 4 +1 -46409,95 272,76 314
F 2 0 -62026,18 3 +1 -61670,85 355,33 402
*Para mayor referencia con respecto a los cálculos, verificar en el apartado del anexo.*La energía de ionización tab. Fue extraída de lapágina que se encuentra en la bibliografía.
Análisis de la tendencia observada:
La primera energía de ionización es la energía mínima necesaria para quitar un electrón de un átomo, en su estado fundamental. Entendemos por esto que, a mayor energía de ionización, va a ser más difícil sacarle un electrón al átomo.Podemos decir que la primera energía de ionización aumenta ya que aumenta el númeroatómico en un mismo período (con excepción del nitrógeno, que por razones que desconocemos la energía calculada difiere demasiado con respecto de la que extrajimos). Esto se debe a que, en la tabla periódica el radio atómico disminuye “hacia la derecha” y por consecuencia su carga nuclear efectiva, aumenta. Los átomos q poseen un mayor número atómico poseen un núcleo con una mayor carga efectiva, y poreso es que atraen con mayor intensidad a los electrones. La primera energía de ionización, la del Litio, es muy baja. Se debe a que es un metal alcalino que, al perder un electrón, adquiere la configuración electrónica del gas noble anterior (Helio) y sabemos que este último grupo de elementos se caracteriza por la estabilidad de los átomos que lo conforman. Luego, al pasar al Berilio, la primeraenergía de ionización aumenta.
Pero cuando llegamos al Boro se produce la primera excepción a la tendencia: La primera energía de ionización disminuye. ¿Qué sucedió? Pues, la configuración electrónica externa del Berilio es 2s2 y la del Boro es 2s2 2p1. Quitarle un electrón al Boro es más fácil puesto que tiene un solo electrón en el orbital p a diferencia del Berilio que tiene el orbital slleno. Luego, al pasar al Carbono y al Nitrógeno (solo tomando en cuenta la energía de ionización tab.), observamos que se respeta la tendencia. Pero al llegar al Oxígeno nos encontramos con la segunda irregularidad que puede ser entendida nuevamente si tenemos en cuenta la configuración electrónica. La C.E.E. del Nitrógeno es 2s2 2p3 y la del Oxígeno es 2s2 2p4. Los electrones del N se encuentran entres orbitales p diferentes, conformando una capa semi-llena. Pero el O posee un electrón de sobra que debe estar apareado con uno de los tres electrones que antes estaban solos en los orbitales p. La proximidad entre estos dos electrones en el mismo orbital produce cierta repulsión, facilitando así la ionización del átomo. Por último, al pasar al Flúor, observamos que la 1era energía deionización aumenta.
Moléculas:
Sistema 2EM E M2 Eunión (M2) calc. Eunión (M2) tab.
N2 -9335,46 -9550,31 -214,85 -225
O2 triplete -14579,16 -14733,47 -153.81 O2 singlete -14579,16 -14716,09 -136,92 -118
F2 -22244,23 -22304,48 -60,25 -38
*Las energías tienen la siguiente unidad: [E]= Kcal/mol*Para la información sobre las energías de unión tab. Se las extrajo de la página que figura en la...