teoría del orbital molecular -...
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Dcimo octava sesin
Teora del Orbital Molecular
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Orbitales Moleculares
Si hay orbitales en los tomos, por
qu no ha de haber orbitales en las
molculas?
Para que haya orbitales en las
molculas es necesario construir
funciones de onda monoelectrnicas
para las molculas.
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Orbitales Moleculares (2)
Los orbitales moleculares se construyen mediante una combinacin lineal de orbitales atmicos (Mtodo LCAO).
Todos los orbitales atmicos contribuyen al orbital molecular.
Todos los tomos de la molcula contribuyen con sus orbitales.
...ccNOM tomoBBtomoAA
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Molculas diatmicas
homonucleares
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Diatmicas homonucleares
La combinacin de orbitales 1s da dos
mnimos en la energa:
Un orbital 1s de enlace (menor energa
que los 1s separados)
Un orbital 1s* de antienlace (menor
energa que los 1s separados)
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Diagrama de correlacin de OM
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Diatmicas homo nucleares (2)
La combinacin de orbitales 2s da dos
mnimos en la energa:
Un orbital 2s de enlace.
Un orbital 2s de antienlace.
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Diagrama de correlacin de OM
E
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Diatmicas homo nucleares (3)
La combinacin de orbitales 2p da:
Un orbital 2p de enlace.
Un orbital 2p de antienlace.
Dos orbitales 2p de enlace (x, y).
Dos orbitales 2p de antienlace (x
,
y)
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Diagrama de correlacin de OM
-
E
1s 1s 2s 2s
2p 2px = 2py 2px = 2py
2p
Excepto para B, C y N:
1s 1s 2s 2s
2px = 2py 2p 2px = 2py
2p
-
B, C y N
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H2
Configuracin electrnica
(1s)2
-
H2
Configuracin electrnica
(1s)2
-
Orden de enlace
Orden de enlace (o de unin) =
(nmero de electrones en orbital de
enlace - nmero de electrones en
orbital de antienlace) / 2
-
H2
OE = (2-0)/2 = 1
H H
M = 2S + 1 = 2(0) + 1 = 1 Singulete
-
Propiedades magnticas
Si la molcula tiene electrones
desapareados paramagntica.
Si la molcula no tiene electrones
desapareados diamagntica.
H2 es diamagntica.
H2+?
-
H2+
Configuracin electrnica?
(1s)1
Orden de enlace?
OE = (1-0)/2 =
-
H2+
Propiedades magnticas?
Paramagntica
Multiplicidad?
M = 2S + 1 = 2() + 1 = 2 Doblete
-
He2
Orden de enlace?
OE = (2-2)/2 = 0
He2 No existe
-
He2+
Configuracin electrnica?
(1s)2 (1s*)
1
Orden de enlace?
OE = (2-1)/2 =
-
He2+
Propiedades magnticas?
Paramagntica
Multiplicidad?
M = 2() + 1 = 2 Doblete
-
Li2
Configuracin electrnica
(1s)2 (1s*)
2 (2s)2
-
Li2
Orden de enlace: OE = (4-2)/2 = 1
Multiplicidad: 1 singulete
Diamagntica
-
Be2
Orden de enlace: OE = (4-4)/2 = 0
Be2 No existe
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CLOA p: general
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B2, C2 y N2
-
B2
Configuracin electrnica
(1s)2 (1s*)
2 (2s)2 (2s*)
2 (2px)1 (2py)
1
-
B2
Orden de enlace: OE = (6-4)/2 = 1
Paramagntica.
M = 2(1) + 1 = 3 Triplete
-
C2
Configuracin electrnica
(1s)2 (1s*)
2 (2s)2 (2s*)
2 (2px)2 (2py)
2
-
C2
Orden de enlace: OE = (8-4)/2 = 2
C = C
Diamagntica.
M = 2(0) + 1 = 1 Singulete
-
N2
Configuracin electrnica
(1s)2 (1s*)
2 (2s)2 (2s*)
2 (2px)2 (2py)
2 (2p)2
-
N2
Orden de enlace: OE = (10-4)/2 = 2
N N
Diamagntica.
M = 2(0) + 1 = 1 Singulete
-
General
-
O2
Configuracin electrnica(1s)
2(1s*)2(2s)
2(2s*)2(2p)
2(2px)2(2py)
2 (2px*)1(2py*)
1
-
O2
Orden de enlace: OE = (10-6)/2 = 2
O = O
Paramagntica.
La teora de orbitales moleculares es la
nica que predice el paramagnetismo del
oxgeno.
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Paramagnetismo del O2
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O2
M = 2(1) + 1 = 3 Triplete
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B2, C2 y N2
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F2
Configuracin electrnica(1s)
2(1s*)2(2s)
2(2s*)2(2p)
2(2px)2(2py)
2 (2px*)2(2py*)
2
-
F2
Orden de enlace: OE = (10-8)/2 = 1
F - F
Diamagntica.
M = 2(0) + 1 = 1 Singulete
-
Ne2
Orden de enlace: OE = (10-10)/2 = 0
Ne2 No existe
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Energas relativas
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Resumen
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Molculas diatmicas
heteronucleares
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Diagramas de correlacin
100% Covalente
1 = 2
Polar o Inico
1
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Diagramas de correlacin (2)
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Monxido de carbono (CO)
6C: 1s2 2s2 2p2
8O: 1s2 2s2 2p4
(1s)2 (1s*)
2 (2s)2 (2s*)
2
(2p)2 (2px)
2 (2py)2
Orden de unin = 3
-
NO
7N: 1s2 2s2 2p3
8O: 1s2 2s2 2p4
(1s)2 (1s*)
2 (2s)2 (2s*)
2
(2p)2 (2px)
2 (2py)2 (2px*)
1
Orden de unin = 2.5
-
NO
-
NO+ y CN-
6C: 1s2 2s2 2p2
7N: 1s2 2s2 2p3
8O: 1s2 2s2 2p4
NO+ y CN- son especies isoelectrnicas al CO
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HF
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HCl
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Calcular el orden de enlace de las
siguientes molculas:
B2, C2, O2, CO, NO
Tarea 43
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Cules de las siguientes molculas son
paramagnticas y cules diamagnticas?
Explicar.
B2, C2, O2, CO, NO
Tarea 44
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Compare las energas de enlace de las
siguientes especies qumicas:
a) O2, O2-, O2
+
b) N2, N2-, N2
+
Tarea 45