ORBITALES MOLECULARES

Teoría de orbitales moleculares– los enlaces se forman a partir de la interacción de orbitales átomícos para formar orbitales moleculares.

O

O

Debería ser diamagnético

Experimentalmente se observa que el O2 es paramagnético. El comportamiento paramagnético se atribuye a la presencia de electrones desapareados en el diagrama de energía.

No se observan electrones desapareados

Niveles de energía de enlace y de antienlace en el orbital molecular del hidrógeno (H2).

Un orbital molecular enlazante tiene menos energía y mayor estabilidad que los orbitales átomicos que lo formaron.

Un orbital molecular antienlazante tiene más energía y menor estabilidad que los orbitales átomicos que lo formaron.

SUPERPOSICION DE ORBITALES p

1. El número de orbitales moleculares (OMs) siempre es igual al número de orbitales atómicos combinados.

2. Entre más estable es el enlace OM, menos estable es el antienlace correspondiente.

3. Los OMs se llenan de acuerdo con su nivel de energía.

4. Cada OM puede tener hasta dos electrones.

5. Se utiliza la regla de Hund cuando se añaden electrones a los OMs del mismo nivel de energía.

6. El número de electrones en los OMs es igual a la suma de todos los electrones en los átomos unidos.

Configuraciones de orbitales moleculares (OM)

MOLÉCULAS DIATÓMICAS

HOMONUCLEARES

Notar el cambio de orden en la energía

de los orbitales

orden de enlace = 12

Número de electrones en enlaces OM

Número de electrones en antienlaces OM( - )

½ 1 0½

Moléculas diatómicas heteronucleares: el monóxido de carbono, CO.

Los orbitales moleculares deslocalizados no están confinados entre dos átomos enlazados adyacentes, sino que en realidad están dispersos sobre tres o más átomos.

La molécula de benceno es plana, todos los enlaces C-C son equivalentes y todos los ángulos de enlace son 120 o

Estructura de enlaces localizados

Orbitales delocalizados

Estudiar los diagramas de energía de las siguientes especies diatómicas, indicando configuración electrónica, orden de enlace, distancias relativas de enlace, propiedades magnéticas.

C2, C2-, C2

+

O2, O2-, O2

2-, O2+

N2, N2-, N2

+

MOLÉCULAS DIATÓMICAS

HOMONUCLEARES

Notar el cambio de orden en la energía

de los orbitales

Moléculas diatómicas heteronucleares: el monóxido de carbono, CO.

O C O

O

- -O C O

O

-

-

OCO

O

-

-

Ión carbonato: CO32-. Todos los enlaces C-O son equivalentes.

EL ENLACE METÁLICO

El enlace metálico es un caso extremo de enlace delocalizado. Debido a su baja electronegatividad los metales no forman enlace por compartición de pares de electrones entre un par de átomos, sino que la compartición ocurre entre muchos átomos, dando lugar a lo que se conoce como enlace metálico. La teoría de bandas permite entender el enlace y las propiedades de los metales

Muchos sólidos (metales, sólidos iónicos y covalentes) pueden considerarse como una gran molécula en la que todos sus átomos se encuentran unidos por fuerzas de enlace químico. La Teoría de Bandas es la extensión de la teoría de orbitales moleculares al caso de los sólidos

La conductividad eléctrica es una consecuencia de la estructura electrónica de los metales

Los niveles vacíos corresponden a orbitales próximos en energía y débilmente atraídos por los núcleos. Los electrones de los metales se comportan como electrones libres que pueden responder a un campo eléctrico.

Nivel de Fermi

Semi-conductores dopados.