Enlace covalente

Teora de orbitales moleculares

Teora de bandas

Modelos de enlace

Elaborado por RV y MV 2

Lewis dice que no tiene e- desapareados:

Por traslape de OA (u OH) la molcula debiera ser diamagntica:

Experimentos muestran que O2 es paramagntico

O O

Otro modelo de enlace?

Elaborado por RV y MV 3

http://youtu.be/KcGEev8qulA

http://youtu.be/KcGEev8qulAhttp://youtu.be/KcGEev8qulA

Teora de orbitales moleculares

los enlaces se forman por la combinacin de los orbitales atmicos de todos los tomos en la molcula

Esta combinacin genera orbitales moleculares.

Estos orbitales no estn asignados a un tomo sino que pertenecen a toda la molcula.

Los orbitales moleculares tienen todas las propiedades de los orbitales atmicos, cumplen con el principio de construccin, con el principio de exclusin de Pauli y con la regla de la mxima multiplicidad de Hund.

Elaborado por RV y MV 4

Niveles de energa de orbitales moleculares de enlace y de antienlace en la molcula de hidrgeno (H2)

Un orbital molecular de enlace tiene menor energa y mayor estabilidad que los orbitales atmicos que lo formaron.

Un orbital molecular de antienlace tiene mayor energa y menor estabilidad que los orbitales atmicos que lo formaron.

Molcula

tomo tomo

Interaccin destructiva

Interaccin constructiva

Orbital molecular sigma de antienlace

Orbital molecular sigma de enlace

Ener

ga

Elaborado por RV y MV 5

Dos posibles interacciones entre dos orbitales p equivalentes y los orbitales moleculares

correspondientes Molcula

tomo tomo

Interaccin destructiva

Interaccin constructiva

Orbital molecular sigma de antienlace

Orbital molecular sigma de enlace En

erg

a

Molcula

tomo tomo

Interaccin destructiva

Interaccin constructiva

Orbital molecular de antienlace

Orbital molecular de enlace

Ener

ga

+

+

+

+ +

+

Elaborado por RV y MV 6

+

+

Configuraciones de orbitales moleculares

1. El nmero de orbitales moleculares que se forman siempre es igual al nmero de orbitales atmicos que se combinan.

2. Cuanto ms estable es el orbital molecular de enlace, menos estable ser el orbital molecular de antienlace correspondiente.

3. El llenado de los orbitales moleculares procede de menor a mayor energa.

4. Al igual que un orbital atmico, cada orbital molecular puede aceptar dos electrones con espn opuesto, de acuerdo con el Principio de exclusin de Pauli.

5. Cuando se agregan electrones a orbitales moleculares con la misma energa, la regla de Hund predice la distribucin ms estable: los electrones ocupan estos orbitales moleculares con espines paralelos.

6. El nmero de electrones en los orbitales moleculares es igual a la suma de todos los electrones de los tomos que se enlazan.

Elaborado por RV y MV 7

orden de enlace = 1

2

Nmero de electrones en los OM de enlace

Nmero de electrones en los OM de antienlace

( - )

orden de enlace

1 0

Ener

ga

paramagnticas o diamagnticas? Elaborado por RV y MV 8

Molculas diatmicas homonucleares del segundo periodo Li2, Be2

Elaborado por RV y MV 9

tomo tomo

Ener

ga

2s2 *2s

2 : 4 electrones

Molculas diatmicas homonucleares del segundo periodo B2, C2, N2

Elaborado por RV y MV 10

Molculas diatmicas homonucleares del segundo periodo O2 y F2

tomo tomo

Ener

ga

1s2 *1s

2 2s2 *2s

2

2p

2py 2pz

Elaborado por RV y MV 11

Propiedades de molculas diatmicas homonucleares de elementos del segundo periodo*

Orden de enlace

Longitud de enlace (pm)

Energa de enlace (kJ/mol)

Propiedades magnticas Diamagntica Paramagntica Diamagntica Diamagntica Paramagntica Diamagntica

* Por simplicidad, se omitieron los orbitales s1s y s*1s. Estos dos orbitales contienen un total de cuatro electrones.

Recuerda que para O2 y F2, s2px es de menor energa que p2py y p2pz.

Elaborado por RV y MV 12

Configuracin electrnica, longitud de enlace (pm) y energa de enlace (kJ mol-1) de Li2 a F2

Configuracin Capa externa

longitud energa

Li-Li 2s2 267 110

BeBe 2s2 *2s

2 existe? existe?

B-B 2s2 *2s

2 2p2 159 290

C=C 2s2 *2s

2 2p4 124 602

NN 2s2 *2s

2 2p4 2p

2 110 942

O=O 2s

2 *2s2 2p

2 2p4

*2p2

121 494

F-F 2s

2 *2s2 2p

2 2p4

*2p4

142 155

Elaborado por RV y MV 13

Orbitales moleculares de CO

Elaborado por RV y MV 14

vista superior vista lateral

Orbitales hbridos sp2:

Orbitales moleculares:

Orbitales moleculares deslocalizados: no estn confinados entre dos tomos enlazados adyacentes, sino que en realidad estn dispersos por todos los tomos de la molcula.

Elaborado por RV y MV 15

La densidad electrnica arriba y abajo del plano de la molcula de benceno.

Elaborado por RV y MV 16

Se presenta entre tomos metlicos.

Todos tienden a ceder electrones (e) .

Los cationes forman una estructura cristalina, y los e ocupan los intersticios que quedan libres en ella sin estar confinados a ningn catin en particular (modelo del mar de e ).

Los e estn, pues, bastante libres y estabilizan la estructura al tener carga contraria a los cationes.

Enlace metlico.

Elaborado por RV y MV 17

Enlace metlico

En contraste con el enlace inico, los tomos metlicos no estn colocados tan rgidamente en el cristal como en los slidos inicos.

A diferencia del enlace covalente, un par de tomos metlicos no estn enlazados por medio de un par electrnico localizado. En el enlace metlico los electrones de valencia se comparten entre todos los tomos del cristal y se describen por los orbitales moleculares que resultan de la combinacin los orbitales atmicos de todos los tomos del cristal.

Elaborado por RV y MV 18

Enlace metlico y TOM

banda 3s

N e

lectr

ones

Elaborado por RV y MV 19

Enlace metlico: cationes en un mar de electrones

tomos aislados de Na

tomos de Na en el cristal

los tomos de Na se enlazan

banda 1s llena

banda 2s llena

banda 2p llena

banda 3s semillena

Energa de brecha

Teora de bandas para el sodio

Imagen adaptada de http://universe-review.ca/F13-atom.htm

Energ

a

Elaborado por RV y MV 20

Estructura qumica del relenza (Zanamavir) y detalle del sitio de unin con la enzima sialidasa del virus de la influenza (cdigo PDB: 1A4G). GlaxoSmithKline

Aplicaciones

Elaborado por RV y MV 21

Estructura de la proteasa del VIH unida al tipranavir (Aptivus) (cdigo PDB: 1D4S).

Aplicaciones

Elaborado por RV y MV 22

Aplicaciones

semillena de electrones

llena de electrones

banda de valencia-conduccin

banda de conduccin

banda de conduccin

banda de valencia

banda de valencia llena de electrones

METAL AISLANTE SEMICONDUCTOR

Energa de brecha

En

erg

a

Elaborado por RV y MV 23