Download - Hibridacion - Tema5 - 21 Pag
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia. Enlace Covalente. Tratamiento mecano-cuántico. Orbitales
Atómicos Híbridos.
• Conocer las bases de la Teoría de Enlace Valencia y el concepto de Orbitales Atómicos Híbridos.
• Justificar la aproximación del empleo de Orbitales Atómicos Híbridos para el átomo central de una especie poliatómicadiscreta en relación con su geometría y energía de enlace.
• Conocer y saber aplicar los diferentes tipos de Orbitales Atómicos Híbridos.
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia.
1. La Teoría de Enlace Valencia1.1. La molécula de H2. El trabajo de Heitler y London.1.2. Método General.1.3. El problema geométrico.
2. Orbitales Atómicos Híbridos (OAH).2.1. Clasificación: geometría y funciones.2.2. Caracteres de un OAH. Descripción.2.3. Interpretación y aplicaciones.
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
ENLACE COVALENTETratamiento mecanocuántico
HΨ = EΨ E=H ΨΨΨΨ
• A cualquier función de ondas Ψi, le corresponde una energía Ei.
• A la función de ondas “correcta”, Ψ0, le corresponde la mínima energía posible, E0.
• Los 2 modelos que vamos a desarrollar difieren en cómo aproximarse a la función de ondas más adecuada.
• TEORÍA DE ENLACE VALENCIA (TEV): Ψ multielectrónica.
• TEORÍA DE ORBITALES MOLECULARES (TOM): Ψ monoelectrónica.
∫∫⇒
τΨτΨΨ
ddH
=E 2
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Teoría de Enlace ValenciaTrabajo de Heitler y London: Molécula H2
HA HBIdea de Lewis, 2 e¯ con distinto ms
Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) Función de onda para los átomos aislados
Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) + ΨA(2) · ΨB(1) Función de onda para la aproximación de intercambio
Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) + ΨA(2) · ΨB(1) + λ ΨA(1) · ΨA(2) + λ ΨB(1) · ΨB(2) Contribución iónica
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Linus Pauling y Slater formularon una importante ampliación de la teoría de enlace valencia. Las suposiciones son:
1. El enlace más fuerte se formará entre los orbitales de dos átomos que se superponen en el mayor grado posible.
2. La dirección del enlace que se forma será aquella en la que los orbitales estén concentrados
Estas suposiciones permiten predecir cuál enlace será el más fuerte y determinar la dirección de la unión
Teoría de Enlace Valencia
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
+ -N N
ENLACES σ Y ENLACES π
H2
HF
F2
N2
2pz2py
2px
2pz2py
2px
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Átomos aislados Enlaces covalentes
Molécula de H2S
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Estado fundamental
Estado excitado
PROBLEMA GEOMÉTRICO
c
2s
H
H
H
H
En el metano los cuatro enlaces C-H son iguales y la
geometría es tetraédrica
2pz2py
2px
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS
Hibridación sp3
CH4NH3
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS
Hibridación sp2
BF3
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS
Hibridación sp
BeCl2
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Orbitales Atómicos Híbridos (O.A.H.)Nº coordinación Distribución Hibridación
2 Lineal sp
3 Plana trigonal sp2
4 Tetraédrica sp3
5 Bipirámide trigonal sp3d
6 Octaédrica sp3d2
Orbitales Atómicos Híbridos (O.A.H.)Nº coordinación Distribución Hibridación
2 Lineal sp
3 Plana trigonal sp2
4 Tetraédrica sp3
5 Bipirámide trigonal sp3d
6 Octaédrica sp3d2
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOSGEOMETRÍA
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Relación entre carácter s y ángulo formado entre 2 OAH iguales
1-coscos
=sθθ
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS
Fundamentos de Química, Ingeniería de Materiales
Teoría de Enlace ValenciaOrbitales Atómicos Híbridos fraccionariosRelación entre carácter s y ángulo formado entre 2 OAH iguales
1-coscos
=sθθ
1-ss
=cosθ
Aplicación y ejemplos:
NH3 (107°) ; PH3 (94°) ; AsH3 (92°) ; SbH3 (92°)
NH3 (107°) ; NF3 (102°)
XecPXec : PF5 (120°) ; PF4Cl (117,8°) ; PF3Cl2 (121,8°) ; PF2Cl3 (120°) ; PCl5 (120°)
Grupo de compuestos CHxF(4-x)