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.


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.


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


TEORÍAS DE ENLACE


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


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


+ -N N

ENLACES σ Y ENLACES π

H2

HF

F2

N2

2pz2py

2px

2pz2py

2px


TEORÍA DE ENLACE VALENCIA

Átomos aislados Enlaces covalentes

Molécula de H2S


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


HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS

Hibridación sp3



Hibridación sp3

CH4NH3



Hibridación sp2

BF3



Hibridación sp

BeCl2


HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOSHibridación spd


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


Relación entre carácter s y ángulo formado entre 2 OAH iguales

1-coscos

=sθθ



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)


ENLACES COVALENTES MÚLTIPLES

C2H4

Hibridación sp2


ENLACES COVALENTES MÚLTIPLES

C2H2

Hibridación sp

hibridacion - tema5 - 21 pag

Documents