Teoría de la órbita molecular: Tutorial y diagramas

Teoría de los orbitales moleculares

Ha aprendido que los átomos tienen electrones que residen en niveles orbitales y sabe cómo representar los electrones como puntos o rayas. Esta es la manera fácil de pensar en los electrones en los átomos, pero supone que los electrones son caracteres estáticos y no lo son. Cuando decimos que un electrón está en el orbital 2P, esencialmente estamos diciendo que la probabilidad de que se encuentre en ese orbital es alta. No necesariamente lo encontrará allí el 100% del tiempo. En otro video, te presentaron las formas que hacen los orbitales. Pero solo para revisar, el orbital S forma un círculo o esfera ; el orbital P forma una mancuerna en el plano X, Y o Z. El orbital D forma una mancuerna doble o entrecruzada en el plano X, Y o Z.

Entonces, todas estas cosas que ha aprendido sobre los electrones en los átomos también se aplican a los electrones en las moléculas. La teoría de los orbitales moleculares describe cómo se combinan las formas orbitales cuando los átomos se combinan en moléculas. Supone que los electrones no pertenecen a ningún átomo individual, sino que están bajo la influencia de toda la molécula y pertenecen a toda la molécula como un todo.

Forma de los orbitales en moléculas

Para averiguar la forma que hacen los orbitales de electrones en una molécula, es necesario observar la forma de los orbitales en los átomos y cómo se combinan y superponen de manera constructiva o destructiva.

Los electrones giran en sus órbitas, ya sea en sentido horario o antihorario, lo que a veces se denomina positivo y negativo (esto es diferente a la carga negativa de un electrón). Si los electrones de valencia en una molécula son positivos o negativos y se combinan, interferirán constructivamente y sus formas orbitales se sumarán. Si los electrones de valencia son negativos y positivos, experimentan una interferencia destructiva y sus formas orbitales se restan.

Cuando dos orbitales S, que son redondos, se combinan de forma constructiva, se ve así:

Los orbitales S se combinan constructivamente

Estos son enlaces sigma. Si se combina de forma destructiva, se verá así:

Los orbitales S se combinan destructivamente

Los orbitales P son más duros. La forma de la mancuerna se puede agregar de manera constructiva o destructiva de dos maneras diferentes, una al lado de la otra o superpuestas. Estos son enlaces pi.

Es posible una variedad de formas cuando se combinan orbitales P

Cuando ambos orbitales están en fase, ya sea positivo o negativo, entonces los electrones en los enlaces están en su nivel de energía más bajo y se produce el enlace. Lo que esto significa es que los electrones intentarán estar en el orbital de menor energía, por lo que siempre intentarán estar en el orbital constructivo.

Orden de enlace

El orden de los enlaces se refiere a cuántos enlaces hay entre dos átomos. Por ejemplo, sabes que el carbono forma cuatro enlaces. Puede unirse una vez con cuatro hidrógenos diferentes, y cada enlace tiene un orden de enlace de uno. O bien, el carbono puede unirse a sí mismo cuatro veces por cuatro enlaces. Esta sería una orden de enlace de cuatro. Puede determinar el orden de los enlaces contando el número de interferencias constructivas entre los electrones en cada forma orbital porque estos son los lugares donde la energía es menor y se forman los enlaces.

Fuerza de unión

Cuanto mayor sea el orden de enlace, más fuerte será el enlace molecular.

El orden de unión se correlaciona con la fuerza de la unión: cuanto mayor es el orden de unión, más fuerte es la unión. La energía de enlace también aumenta con el orden de enlace. Dado que la energía de enlace es la energía necesaria para romper enlaces, puede comprender por qué tener más enlaces entre átomos aumentará las fuerzas de atracción entre los electrones, lo que aumenta la energía de enlace.

La fuerza del orden de un enlace es mucho menor que la fuerza del orden de enlace cuatro. Piénsalo de esta manera. Tienes dos bolas que se mantienen unidas por cuerdas. Si tiene una cuerda entre esas dos bolas, no es difícil separarlas. Esto es similar a un enlace simple. Si tienes cuatro hilos entre las dos bolas, es mucho más difícil separarlos, como ocurre cuando tienes cuatro enlaces.

Resumen de la lección

La teoría de los orbitales moleculares describe cómo se combinan las formas orbitales cuando los átomos se combinan en moléculas. Supone que los electrones no pertenecen a ningún átomo individual, sino que están bajo la influencia de toda la molécula y pertenecen a toda la molécula como un todo.

La teoría de los orbitales moleculares ayuda a determinar el orden de los enlaces porque muestra cuántos enlaces forman entre sí los átomos de las moléculas. La fuerza de los enlaces se correlaciona con el orden de los enlaces porque cuantos más enlaces hay entre los átomos, más fuertes son.

Los resultados del aprendizaje

Al final de esta lección, podrá:

• Explica la teoría de los orbitales moleculares.
• Describir el orden y la fuerza de la unión.