Orbital atómico PDF

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En este documento se describe el orbital atómico, las referencias están hasta el final del documento...

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Orbital atómico, orbital molecular, hibridación. Guerrero Zamarrón Jaqueline Química orgánica El orbital atómico se considera como la función de onda del electrón de un átomo. Cuando se dice que cierto electrón está en cierto orbital, significa que la distribución de densidad electrónica, o probabilidad de localizar un electrón en el espacio se expresa mediante el cuadrado de la función de onda asociada a ese orbital.

Fig. 1. Diagramas de contorno de superficie de los orbitales atómicos.

Orbital s

Orbital p

Orbital d

Orbital f

Es posible representar el orbital 1s con un diagrama de contorno de superficie que abarque alrededor de 90% de la densidad electrónica en un orbital. El orbital 1s representado en esta forma es prácticamente una esfera.

Cada orbital p puede Como sucede en los

Los orbitales f tienen

imaginarse como dos orbitales

más energía que los

p,

las

lóbulos situados en distintas

orbitales

lados opuestos del orientaciones de los

importantes

núcleo. Como sucede orbitales

explican

con los orbitales s, el corresponden a los

comportamiento

tamaño

de

los cinco

orbitales p aumenta diferentes

valores de

𝑚ℓ .

desde 2p hasta 3p, 4p Todos los orbitales 3d y así sucesivamente.

los

son

d,

porque el

elementos

número

de con

atómico

mayor de 57

de un átomo tienen la misma energía

1

Existe una propuesta de la mecánica cuántica llamada teoría de orbitales moleculares (OM). La teoría de orbitales moleculares describe los enlaces covalentes en términos de orbitales moleculares, que son el resultado de la interacción de los orbitales atómicos de los átomos que se enlazan y están relacionados con la molécula entera. La diferencia entre un orbital molecular y uno atómico es que el orbital atómico está relacionado sólo con un átomo. Según la teoría OM, el traslapo de 1s de dos átomos de hidrógeno conduce la formación de dos orbitales moleculares: Un orbital molecular de enlace tiene menor energía y mayor estabilidad que los orbitales atómicos que la formaron, la densidad electrónica es máxima entre los núcleos de los átomos que se enlazan, La formación de orbitales moleculares de enlace corresponde a una interferencia constructiva (el aumento de la amplitud es análogo al incremento de la densidad electrónica entre los dos núcleos). Un orbital molecular de antienlace tiene mayor energía y menos estabiñidad que los orbitales atómicos que lo formaron, la densidad electrónica disminuye hasta cero entre los dos núcleos. La formación de orbitales de antienlace corresponde a una interferencia destructiva (la disminución de la amplitud es análoga a la disminución de la densidad electrónica entre los dos núcleos). Como lo indican los nombres de “enlace” y “antienlace”, el acomodo de electrones en un orbital molecular de enlace produce un enlace covalente estable, en tanto que el acomodo electrones en un orbital molecular de antienlace produce un enlace inestable. En un orbital molecular sigma (de enlace o antienlace) la densidad electrónica se concentra simétricamente en torno a la línea internuclear a los átomos que se enlazan. Dos electrones en una orbita molecular sigma forman 2

un enlace sigma (enlaces covalentes formados a partir del traslapo de orbitales extremo con extremo; la densidad electrónica está concentrada entre los núcleos de los átomos enlazados. En un orbital molecular pi (de enlace o antienlace) la densidad electrónica se concentra arriba y debajo de una línea imaginaria entre los dos núcleos que se enlazan. Dos electrones en un orbital molecular pi forman un enlace pi (enlace covalente formado a partir del traslapo lateral de los orbitales; la densidad electrónica se concentra por arriba y por debajo del plano que forma los átomos enlazados).

Fig. 2. Enlaces en el etileno, 𝐶2 𝐻4 . a) Vista superior de los enlaces sigma entre los átomos de carbono y entre los átomos de carbono e hidrógeno, b) Vista lateral que muestra cómo los dos orbitales 2𝑝𝑧 de los átomos de carbono se traslapan produciendo un enlace pi, c) Las interacciones en a) y b) llevan a la formación de enlaces sigma y del enlace pi en el etileno.

Bibliografía Chang, R. (2013). Chemistry. China: The McGraw-Hill Companies.

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