fbpx
Wikipedia

Unión de orbitales moleculares

Enero 19, 2022

El enlace orbital se usa en la teoría de los orbitales moleculares (MO) para describir las interacciones atractivas entre los orbitales atómicos de dos o más átomos en una molécula. En la teoría del MO, se describe que los electrones se mueven en ondas.[1]​ Cuando más de una de estas ondas se acercan, la combinación en fase de estas ondas produce una interacción que conduce a una especie muy estabilizada. El resultado de la interferencia constructiva de las ondas hace que la densidad de los electrones se encuentre dentro de la región de unión, creando un vínculo estable entre las dos especies.[2]​

Moléculas diatómicas

 
El diagrama MO para dihidrógeno

En el ejemplo clásico del  , los dos átomos de   separados tienen orbitales atómicos idénticos. Al crear la molécula de dihidrógeno, los orbitales de valencia individuales, 1s, ya sea: se fusionan en fase para obtener orbitales de enlace, donde la densidad de electrones se encuentra entre los núcleos de los átomos; o fusionarse fuera de fase para obtener orbitales antienlazantes, donde la densidad de electrones está en todas partes alrededor del átomo excepto en el espacio entre los núcleos de los dos átomos.[3]​ Los orbitales de enlace conducen a una especie más estable que cuando los dos hidrógenos son monoatómicos. Los orbitales anti-enlace son menos estables porque, con muy poca o ninguna densidad de electrones en el medio, los dos núcleos (que tienen la misma carga) se repelen entre sí. Por lo tanto, se necesitaría más energía para mantener los dos átomos juntos a través del orbital antienlazante. Cada electrón de valencia 1s del hidrógeno se unen para establecer una unión de estabilización orbital. Por lo tanto, el hidrógeno prefiere existir como molécula diatómica y no monoatómica.[4]​

 
El diagrama MO para helio

Al mirar el helio, el átomo contiene dos electrones en cada capa de valencia 1s. Cuando los dos orbitales atómicos se unen, primero llenan el orbital de enlace con dos electrones, pero a diferencia del hidrógeno, le quedan dos electrones, que luego deben ir al orbital antienlazante. La inestabilidad del orbital antienlazante anula el efecto estabilizador proporcionado por el orbital enlazante; por lo tanto, el orden de enlace del dihelio es 0. Esta es la razón por la que el helio preferiría ser monoatómico sobre diatómico.[5]​

Moléculas poliatómicas

 
El diagrama MO para un enlace pi

Unión de MO de enlaces pi

Los enlaces pi son creados por las interacciones "laterales" de los orbitales.[3]​ Una vez más, en los orbitales moleculares, los electrones pi (π) de enlace se producen cuando la interacción de los dos orbitales atómicos π están en fase. En este caso, la densidad electrónica de los orbitales π debe ser simétrica a lo largo del plano del espejo para crear la interacción de enlace. La asimetría a lo largo del plano del espejo conducirá a un nodo en ese plano y se describe en el orbital antienlazante, π*.

 
El diagrama MO para el butadieno

Un ejemplo de un MO de un sistema π conjugado simple es el butadieno. Para crear el MO para el butadieno, los orbitales π y π* resultantes del sistema descrito anteriormente interactuarán entre sí. Esta mezcla dará como resultado la creación de 4 orbitales de grupo (que también se pueden usar para describir el π MO de cualquier dieno):[3]​ π1 no contiene nodos verticales, π2 contiene uno y ambos se consideran orbitales de enlace; π3 contiene 2 nodos verticales, π4 contiene 3 y ambos se consideran orbitales antienlazantes.

Orbitales moleculares localizados

 
El diagrama MO para el metano

La forma esférica tridimensional de los orbitales s no tiene direccionalidad en el espacio y los orbitales px, py y p z están todos a 90° entre sí. Por lo tanto, para obtener orbitales correspondientes a enlaces químicos para describir reacciones químicas, Edmiston y Ruedenberg fueron pioneros en el desarrollo de procedimientos de localización.[6]​[7]​ Por ejemplo, en  , los cuatro electrones de los orbitales 1s de los átomos de hidrógeno y los electrones de valencia del átomo de carbono (2 en s y 2 en p) ocupan los orbitales moleculares de enlace, σ y π. Los MO deslocalizados del átomo de carbono en la molécula de metano se pueden localizar para dar cuatro orbitales híbridos sp3.

Aplicaciones

Los orbitales moleculares y, más específicamente, el orbital de enlace es una teoría que se enseña en todas las diferentes áreas de la química, desde la orgánica hasta la física e incluso analítica, porque es de amplia aplicación. Los químicos orgánicos utilizan la teoría de los orbitales moleculares en su razonamiento de pensamiento para las reacciones;[8]​[9]​ los químicos analíticos lo utilizan en diferentes métodos de espectroscopia;[10]​[11]​ físicos químicos lo utilizan en los cálculos;[12]​ incluso se ve en la química de materiales a través de la teoría de bandas, una extensión de la teoría de los orbitales moleculares.[13]​

Referencias

  1. Mulliken, Robert S. (1 de julio de 1932). «Electronic Structures of Polyatomic Molecules and Valence. II. General Considerations». Physical Review 41 (1): 49-71. doi:10.1103/PhysRev.41.49. 
  2. Sannigrahi, A. B.; Kar, Tapas (1 de agosto de 1988). «Molecular orbital theory of bond order and valency». Journal of Chemical Education (en inglés) 65 (8): 674. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed065p674. 
  3. ↑ Anslyn, Eric V; Dougherty, Dennis A (2006). Modern physical organic chemistry (en inglés). University Science Books. ISBN 978-1-891389-31-3. OCLC 55600610. 
  4. Lennard-Jones, J. E. (1 de enero de 1929). «The electronic structure of some diatomic molecules». Transactions of the Faraday Society (en inglés) 25 (0): 668-686. ISSN 0014-7672. doi:10.1039/TF9292500668. 
  5. Housecroft, Catherine E; Sharpe, A. G (2012). Inorganic chemistry (en inglés). Pearson. ISBN 978-0-273-74275-3. OCLC 775664094. 
  6. Cohen, Irwin; Del Bene, Janet (1 de agosto de 1969). «Hybrid orbitals in molecular orbital theory». Journal of Chemical Education 46 (8): 487. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed046p487. 
  7. Edmiston, Clyde (1963). «Localized Atomic and Molecular Orbitals». Reviews of Modern Physics 35 (3): 457-464. doi:10.1103/revmodphys.35.457. 
  8. Dannenberg, J. J. (12 de mayo de 1999). «Using Perturbation and Frontier Molecular Orbital Theory To Predict Diastereofacial Selectivity». Chemical Reviews 99 (5): 1225-1242. ISSN 0009-2665. doi:10.1021/cr980382f. 
  9. Li, Yongjun; Jia, Zhiyu; Xiao, Shengqiang; Liu, Huibiao; Li, Yuliang (16 de mayo de 2016). «A method for controlling the synthesis of stable twisted two-dimensional conjugated molecules». Nature Communications (en inglés) 7: 11637. PMC 4873669. PMID 27181692. doi:10.1038/ncomms11637. 
  10. Smith, Wendell F. (1963). «Application of molecular orbital theory to the electronic absorption spectra of schiff bases». Tetrahedron 19 (3): 445-454. doi:10.1016/s0040-4020(01)99192-6. 
  11. Mulliken, Robert S. (7 de julio de 1967). «Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding». Science (en inglés) 157 (3784): 13-24. ISSN 0036-8075. PMID 5338306. doi:10.1126/science.157.3784.13. 
  12. Gimarc, Benjamin M. (1974). «Applications of qualitative molecular orbital theory». Accounts of Chemical Research 7 (11): 384-392. doi:10.1021/ar50083a004. 
  13. Brédas, J. L.; Calbert, J. P.; da Silva Filho, D. A.; Cornil, J. (30 de abril de 2002). «Organic semiconductors: A theoretical characterization of the basic parameters governing charge transport». Proceedings of the National Academy of Sciences 99 (9): 5804-5809. PMC 122857. PMID 11972059. doi:10.1073/pnas.092143399. 
  •   Datos: Q10296949

Enero 19, 2022
unión, orbitales, moleculares, enlace, orbital, teoría, orbitales, moleculares, para, describir, interacciones, atractivas, entre, orbitales, atómicos, más, átomos, molécula, teoría, describe, electrones, mueven, ondas, cuando, más, estas, ondas, acercan, comb. El enlace orbital se usa en la teoria de los orbitales moleculares MO para describir las interacciones atractivas entre los orbitales atomicos de dos o mas atomos en una molecula En la teoria del MO se describe que los electrones se mueven en ondas 1 Cuando mas de una de estas ondas se acercan la combinacion en fase de estas ondas produce una interaccion que conduce a una especie muy estabilizada El resultado de la interferencia constructiva de las ondas hace que la densidad de los electrones se encuentre dentro de la region de union creando un vinculo estable entre las dos especies 2 Indice 1 Moleculas diatomicas 2 Moleculas poliatomicas 2 1 Union de MO de enlaces pi 2 2 Orbitales moleculares localizados 3 Aplicaciones 4 ReferenciasMoleculas diatomicas Editar El diagrama MO para dihidrogeno En el ejemplo clasico del H 2 MO displaystyle ce H2MO los dos atomos de H displaystyle ce H separados tienen orbitales atomicos identicos Al crear la molecula de dihidrogeno los orbitales de valencia individuales 1s ya sea se fusionan en fase para obtener orbitales de enlace donde la densidad de electrones se encuentra entre los nucleos de los atomos o fusionarse fuera de fase para obtener orbitales antienlazantes donde la densidad de electrones esta en todas partes alrededor del atomo excepto en el espacio entre los nucleos de los dos atomos 3 Los orbitales de enlace conducen a una especie mas estable que cuando los dos hidrogenos son monoatomicos Los orbitales anti enlace son menos estables porque con muy poca o ninguna densidad de electrones en el medio los dos nucleos que tienen la misma carga se repelen entre si Por lo tanto se necesitaria mas energia para mantener los dos atomos juntos a traves del orbital antienlazante Cada electron de valencia 1s del hidrogeno se unen para establecer una union de estabilizacion orbital Por lo tanto el hidrogeno prefiere existir como molecula diatomica y no monoatomica 4 El diagrama MO para helio Al mirar el helio el atomo contiene dos electrones en cada capa de valencia 1s Cuando los dos orbitales atomicos se unen primero llenan el orbital de enlace con dos electrones pero a diferencia del hidrogeno le quedan dos electrones que luego deben ir al orbital antienlazante La inestabilidad del orbital antienlazante anula el efecto estabilizador proporcionado por el orbital enlazante por lo tanto el orden de enlace del dihelio es 0 Esta es la razon por la que el helio preferiria ser monoatomico sobre diatomico 5 Moleculas poliatomicas Editar El diagrama MO para un enlace pi Union de MO de enlaces pi Editar Los enlaces pi son creados por las interacciones laterales de los orbitales 3 Una vez mas en los orbitales moleculares los electrones pi p de enlace se producen cuando la interaccion de los dos orbitales atomicos p estan en fase En este caso la densidad electronica de los orbitales p debe ser simetrica a lo largo del plano del espejo para crear la interaccion de enlace La asimetria a lo largo del plano del espejo conducira a un nodo en ese plano y se describe en el orbital antienlazante p El diagrama MO para el butadieno Un ejemplo de un MO de un sistema p conjugado simple es el butadieno Para crear el MO para el butadieno los orbitales p y p resultantes del sistema descrito anteriormente interactuaran entre si Esta mezcla dara como resultado la creacion de 4 orbitales de grupo que tambien se pueden usar para describir el p MO de cualquier dieno 3 p1 no contiene nodos verticales p2 contiene uno y ambos se consideran orbitales de enlace p3 contiene 2 nodos verticales p4 contiene 3 y ambos se consideran orbitales antienlazantes Orbitales moleculares localizados Editar El diagrama MO para el metano La forma esferica tridimensional de los orbitales s no tiene direccionalidad en el espacio y los orbitales px py y p z estan todos a 90 entre si Por lo tanto para obtener orbitales correspondientes a enlaces quimicos para describir reacciones quimicas Edmiston y Ruedenberg fueron pioneros en el desarrollo de procedimientos de localizacion 6 7 Por ejemplo en CH 4 displaystyle ce CH4 los cuatro electrones de los orbitales 1s de los atomos de hidrogeno y los electrones de valencia del atomo de carbono 2 en s y 2 en p ocupan los orbitales moleculares de enlace s y p Los MO deslocalizados del atomo de carbono en la molecula de metano se pueden localizar para dar cuatro orbitales hibridos sp3 Aplicaciones EditarLos orbitales moleculares y mas especificamente el orbital de enlace es una teoria que se ensena en todas las diferentes areas de la quimica desde la organica hasta la fisica e incluso analitica porque es de amplia aplicacion Los quimicos organicos utilizan la teoria de los orbitales moleculares en su razonamiento de pensamiento para las reacciones 8 9 los quimicos analiticos lo utilizan en diferentes metodos de espectroscopia 10 11 fisicos quimicos lo utilizan en los calculos 12 incluso se ve en la quimica de materiales a traves de la teoria de bandas una extension de la teoria de los orbitales moleculares 13 Referencias Editar Mulliken Robert S 1 de julio de 1932 Electronic Structures of Polyatomic Molecules and Valence II General Considerations Physical Review 41 1 49 71 doi 10 1103 PhysRev 41 49 Sannigrahi A B Kar Tapas 1 de agosto de 1988 Molecular orbital theory of bond order and valency Journal of Chemical Education en ingles 65 8 674 ISSN 0021 9584 doi 10 1021 ed065p674 a b c Anslyn Eric V Dougherty Dennis A 2006 Modern physical organic chemistry en ingles University Science Books ISBN 978 1 891389 31 3 OCLC 55600610 Lennard Jones J E 1 de enero de 1929 The electronic structure of some diatomic molecules Transactions of the Faraday Society en ingles 25 0 668 686 ISSN 0014 7672 doi 10 1039 TF9292500668 Housecroft Catherine E Sharpe A G 2012 Inorganic chemistry en ingles Pearson ISBN 978 0 273 74275 3 OCLC 775664094 Cohen Irwin Del Bene Janet 1 de agosto de 1969 Hybrid orbitals in molecular orbital theory Journal of Chemical Education 46 8 487 ISSN 0021 9584 doi 10 1021 ed046p487 Edmiston Clyde 1963 Localized Atomic and Molecular Orbitals Reviews of Modern Physics 35 3 457 464 doi 10 1103 revmodphys 35 457 Dannenberg J J 12 de mayo de 1999 Using Perturbation and Frontier Molecular Orbital Theory To Predict Diastereofacial Selectivity Chemical Reviews 99 5 1225 1242 ISSN 0009 2665 doi 10 1021 cr980382f Li Yongjun Jia Zhiyu Xiao Shengqiang Liu Huibiao Li Yuliang 16 de mayo de 2016 A method for controlling the synthesis of stable twisted two dimensional conjugated molecules Nature Communications en ingles 7 11637 PMC 4873669 PMID 27181692 doi 10 1038 ncomms11637 Smith Wendell F 1963 Application of molecular orbital theory to the electronic absorption spectra of schiff bases Tetrahedron 19 3 445 454 doi 10 1016 s0040 4020 01 99192 6 Mulliken Robert S 7 de julio de 1967 Spectroscopy Molecular Orbitals and Chemical Bonding Science en ingles 157 3784 13 24 ISSN 0036 8075 PMID 5338306 doi 10 1126 science 157 3784 13 Gimarc Benjamin M 1974 Applications of qualitative molecular orbital theory Accounts of Chemical Research 7 11 384 392 doi 10 1021 ar50083a004 Bredas J L Calbert J P da Silva Filho D A Cornil J 30 de abril de 2002 Organic semiconductors A theoretical characterization of the basic parameters governing charge transport Proceedings of the National Academy of Sciences 99 9 5804 5809 PMC 122857 PMID 11972059 doi 10 1073 pnas 092143399 Datos Q10296949 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Union de orbitales moleculares amp oldid 138902188, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

español

, española, descargar, gratis, descargar gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, imagen, música, canción, película, libro, juego, juegos