11_Teorias Del Enlace Covalente, SILBERBERG

7/23/2019 11_Teorias Del Enlace Covalente, SILBERBERG

1/31

Captulo 11: Teoras del enlace covalente

11.1 Teora del enlace valencia (EV) y la hibridacin de losorbitales

11.2 La manera en que se traslapan los orbitales y los tiposde enlace covalente

11. Teora de orbitales moleculares (!") ydeslocali#acin de electrones


2/31

Temas centrales en la teora del enlace valencia

1) Espines opuestos de los pares de electrones.La regin del espacioformada por los orbitales traslapados tiene una capacidad m$%imapara dos electrones que deben tener espines opuestos.

2) "$%imo traslape de los orbitales enla#ados. La fuerza del enlacedepende de la atraccin del ncleo por los electrones compartidos, asque mientras mayor es el traslape de electrones& m$s 'uerte (m$sestable es el enlace).) ibridacin de orbitales atmicos.Para explicar el enlace en

molculas diatmicas simples, como el HF se puede representar eltraslape de los orbitalessypde los tomos aislados en su estado basal!"n casos como el metano #H$donde $ tomos de %idrgeno estnligados a un tomo central de carbono es imposible obtener los ngulosde enlace correctos! Pauling propuso queLos orbitales atmicos devalencia en la molcula son diferentes de aqullos de los tomos

Principio bsico de la teora del enlace valencia: n enlace covalentese 'orma cuando los orbitales de dos $tomos se traslapan y un par deelectrones ocupa la re*in entre los n+cleos.


3/31

Fig. 11.1

Traslape de

orbitales y

apareamiento deespines en tres

molculas

diatmicas

idr*eno& 2

,luoruro de hidr*eno& ,

,l+or& ,2


4/31

Tipos de orbital hbrido Grupos peridicos

Tipos de orbital hbrido -rupos asociados en la tabla peridica

/ -rupo 00 Elementos tierras alcalina

/2 -rupo 000 ,amilia del oro

/ -rupo 0V ,amilia del carbono33

/d -rupo V ,amilia del nitr*eno

/d2 -rupo V0 ,amilia del o%*eno

&& La excepcin es el carbono que puede tener orbitales %bridos' (P, (P), (P*


5/31

os orbitales hbridos spen el !eCl"gaseoso

Fig. 11." # y !

4tomo e aislado 4tomo e hibridado


6/31

Fig. 11." C y $

5ia*rama de casillas de orbitalescon contornos de orbitales

vaco vaco vacovacohibridacin

vacodos e6

spun e

6spun e

6

Los orbitales hbridos spen

el e7l2*aseoso

hibridacin


7/31


8/31Fig. 11.&

os orbitales hbridos sp%en el C'&

4tomo de7 aislado

4tomo de 7hibridado

hibridacin


9/31Fig. 11.(

os orbitales hbridos sp%en )'% y'"*

par

solitario

4tomo de 8 hibridado4tomo de 8 aislado

electronesde enlace

%ibridacin

4tomo de ! hibridado4tomo de ! aislado

electrones

de enlace

%ibridacin

pares

solitarios


10/31Fig. 11.+

os orbitales hbridos sp%den ,Cl(

4tomo de / aislado 4tomo de / hibridado

cinco spd

+no de los cincoorbitales sp*d

+n orbital *pdel #l

%ibridacin


11/31

os orbitales hbridos sp%d"en el -F+

Hexafluoruro de azufre (F-

Fig. 11.

4tomo de aislado 4tomo de hibridado

seis spd2

%ibridacin

+no de los seis orbitales sp*d)

+n orbital )pdel F


12/31Fig. 11./

os pasos conceptuales desde la

0rmula molecular hasta los orbitales

hbridos usados en el enlace

Frmulamolecular

Frmulamolecular "structurade Le.is

"structurade Le.is

Forma

molecular yarreglo de

grupos de e/

Forma

molecular yarreglo de

grupos de e/

0rbitales%bridos0rbitales%bridos

Figura 12!1 Figura 12!1) 3abla 11!1


13/31

,ostulado de orbitales hbridos en una molcula

/roblema94escriba cmo la mezcla de orbitales atmicos en los tomos

centrales conduce a orbitales %bridos en los siguientes compuestos' a) 5etil amina, #H*6H) b)3etrafluoruro de xenn, 7eF$/lan98 partir de la estructura de Le.is y la forma molecular, sabemos elnmero y arreglo de grupos de electrones alrededor de los tomos

centrales, de los cuales postulamos los tipos de orbitales %bridosin9olucrados! "ntonces escribimos el diagrama de orbital parcial paracada tomo central antes y despus de que los %orbitales son %ibridados!olucin9a)Para #H*6H)' La forma es tetradrica alrededor de los tomos # y 6!

"ntonces, cada tomo central es %ibridado sp3! "l tomo de carbono tienecuatro orbitales sp3medio llenos'

:tomo de carbono aislado)s )p sp*

:tomo de carbono %ibridado


14/31

"l tomo de 6 tiene tres orbitales sp3medio llenos y uno lleno conun par solitario!

)s )p sp*

7

8!!

b) "l tomo de xenn tiene ; orbitalessy ; orbitalesp llenos con ;orbitales d 9acos!

; s ; p ; d

; d

:tomo de 7e

aislado

sp*d)

:tomo de 7e

%ibridado


15/31

b) contin+a9 Para el 7eF$, el 7enn, normalmente tiene un octeto deelectrones lleno, lo que significa una geometra octadrica, por tanto,

para formar el compuesto, deben ser rotos dos pares, y deben crearse

enlaces con los cuatro tomos de flor! (i los dos pares solitarios estnen las posiciones ecuatoriales, estarn a


16/31Fig. 11.

Los enlaces enel etano (72;)


17/31Fig. 11.12

Los enlaces y del etileno (72


18/31

Fig. 11.11

Los enlaces y del acetileno (722)5os lbulosde unenlace

5os lbulosde unenlace

3 t i t i id d


19/31

3otacin restringida de

molculas con enlaces

)"l cis1,) dicloroetileno )"l trans1,) dicloroetileno

Fig. 11.1"


20/31

4na analoga entre las ondas de lu5 y las

0unciones de onda atmicas

Fig. 11.1%

Las ondas se refuerzan Las ondas se cancelan

6cleos4istancia

4istancia

6odo

! Las amplitudes de las funciones de

onda se suman

! Las amplitudes de las funciones de

onda se restan


21/31

Fig. 11.1&

Contornos y energas de los orbitales

moleculares 6*78 de enlace y

antienlace en el '"!" de antienlace& 31s

8odo=estando

umando

Ener*a de los $tomos

de aislados

!" de enlace& 31s

4tomos de aisladosEner*a


22/31

lenado de orbitales moleculares con electrones

1) Los orbitales se ordenan ascendentemente de ener*a(Principio de Aufbau )

2) n orbital tiene una capacidad m$%ima de dos electrones conespines opuestos (Principio de exclusin de Pauli)

) Los orbitales de la misma ener*a se llenan parcialmente conespines paralelos& antes de que se llene cualquiera de ellos(Rela de !und)

9l di d *7 '


23/31

Fig. 11.1(

9l diagrama de *7 para '"

!de

!"de 2

!de

Ene

r*a


24/31

Fig. 11.1+

$iagramas de

*7 para 'e"y

para el 'e"

08 deHe

05 deHe)>

08 deHe>

Ener*a

0rden de enlace del He)>

? @

08 deHe

05 deHe)

08 deHe

Ener*a

0rden de enlace del He)? 2

9 l l l l di t i


25/31

Fig. 11.1

08 deLi

05 deLi)

08 deLi

Ener*a

0rden de enlace del Li)? 1

08 deAe

05 deAe)

08 deAe

0rden de enlace del Ae)

Ener*a

9nlaces en las molculas diatmicashomonucleares del blo;ue s

C t d l *7


26/31

Fig. 11.1/

Contornos y energas de los *7 y atravs de combinaciones de orbitales

atmicos=esta 8odo

32p!"(antienlace)

2p!"

(enlace)

(antienlace)

(enlace)

=esta

uma

uma

32p!"

2p!"

8odo

Ener*a

Ener*a

)i l d l i l *7 d l


27/31

Fig. 11.1

Ener*a

molculas diatmicas)iveles de energa relativos para los *7 de las

homonucleares del

periodo "

! !" !! !" ! 6i9eles de energa de 05 para

0), F)y 6e) 6i9eles de energa de 05 paraA), #)y 6)


28/31

Fig. 11."2

*7 ypropiedades

molecularesdesde el !"hasta el )e"

*cupacin del

Ener*a

Ener*ade

enlace(>?@mol)

Lon*itudde

enlace(pm)

!rden de enlace

/ropiedades ma*nAticas

7on'i*uracin delos electrones de

valencia

#on combinacin )sB )p (in combinacin )sB )p

/arama*n$etica /arama*n$etica5iama*nAtica 5iama*nAtica5iama*nAtica


29/31

Fig. 11.""

El dia*ramade !" para

el ,

Ener

*a

!" de noenlace

! del

!"del ,

! del,


30/31

Fig. 11."%

El dia*ramade !" para

el 8!

! del8

!" del8!

! del!

Ener*a


31/31

11_Teorias Del Enlace Covalente, SILBERBERG

Documents

Transcript of 11_Teorias Del Enlace Covalente, SILBERBERG