QOI-CT-02- Generalidades parte 2 ppsx

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Geometría de orbitales 1s y 2s 
La probabilidad de distribución (2) de los electrones en orbitales 1s y 2s muestran un volumen esférico que contiene alrededor del 95% de la densidad electrónica
Forma de los orbitales atómicos 2p
Formas tri-dimensionales de los orbitales atómicos 2p
Plano nodal
Teoría de orbital molecular
Los electrones en átomos existen en orbitales atómicos
Los electrones en moléculas existen en orbitales moleculares (MOs)
Usando la ecuación de Schrödinger, se calculan las formas y energías de los MOs
Reglas:
Combinando n orbitales atómicos (sumando y restando funciones de onda) da n OMs (nuevas funciones de onda)
OMs se disponen en orden creciente de energía
El llenado de OMs sigue las mismas reglas que la de los orbitales atómicos:
Aufbau principio: llenar comenzando por LUMO
Principio de Exclusión de Pauli : no más de 2e- en un OM
Regla de Hund: cuando hay dos o más OM de = energía, se añade 1e- a cada uno antes de llenar con dos electrones cualquier orbital degenerado
Teoría de orbital molecular
Terminología
Estado basal = estado de menor energía
Estado excitado = no es el de menor energía
  = OM sigma enlazante
 * = OM sigma antienlazante
  = OM pi enlazante
 * = OM pi antienlazante
HOMO = OM ocupado de más alta energía
LUMO = OM de más baja energía no ocupado
Teoría de orbital molecular
OM Sigma 1s enlazante y antienlazante
Teoría de orbital molecular
El OM sigma es menor en
Energía que los OA 1s
El OM antienlazante sigma 1s
Es de mayor energía que los 1s
Diagrama de energía de OM para el H2: (a) estado basal (b) estado excitado
Teoría de orbital molecular
Estado basal
Primer estado excitado
Energía
Energía
OM calculados enlazantes y antienlazantes del H2
Teoría de orbital molecular
OM pi enlazantes y antienlazantes
Teoría de orbital molecular
El OM pi enlazante
Es de menor energía
Que los OA 2p sin
combinar
El OM antienlazante pi
Es de mayor energía
Que los OA 2p sin combinar
energía
Orbitales moleculares pi enlazante y antienlazante para el etileno
Teoría de orbital molecular
OM pi enlazantes y antienlazantes para el formaldehído
Teoría de orbital molecular
Orbitales híbridos
El problema:
El enlace a través de OA 2s y 2p daría ángulos de enlace de 90°
Sin embargo, se observan ángulos de enlace de 109.5°, 120°, y 180°
Una solución
Hibridación de OA
Los elementos del segundo período usan orbitales híbridos sp3, sp2, y sp para formar enlaces
Hibridación de orbitales (L. Pauling)
La combinación de dos o mas OA forma un nuevo conjunto de OA llamados orbitales híbridos
Hay tres tipos
sp3 (un orbital s + tres orbitales p)
sp2 (un orbital s + dos orbitales p)
sp (un orbital s + un orbital p)
El solapamiento de Orbitales Híbridos (Oh) forma dos tipos de uniones dependiendo de la geometría de solapamiento
 Enlaces se forman por solapamiento directo
 Enlaces se forman por solapamiento paralelo
Orbitales híbridos
Orbitales híbridos sp3 
Cada Oh sp3 tiene dos lóbulos de distinto tamaño
El signo de la función de onda es + en un lóbulo y – en el otro, siendo 0 en el nodo del núcleo
Los cuatro Oh sp3 se dirigen hacia las esquinas de un tetrahedro con ángulos 109.5°
Un orbital sp3
Cuatro orbitales
Sp3 tetragonales
Orbitales del metano, amoníaco, y agua
Orbitales híbridos sp3 
Uniones sigma
Formadas por
Solapamiento de O
Sp3 y 1s
Par de electrones
Sin compartir
Par de electrones
Sin compartir
METANO AMONÍACO AGUA
Los ejes de los tres Oh sp2 yacen en un plano y se dirigen hacia las esquinas de un triángulo equilátero
El orbital no hibridizado 2p yace perpendicular al plano de los tres orbitales híbridos
Orbitales híbridos sp2 
Un orbital sp2 tres orbitales sp2 tres orbitales sp2 y un orbital 2p sin hibridizar
Enlace en el eteno
unión
Enlaces en el formaldehído
unión
Dos pares de electrones
No enlazantes en orbitales sp2 hibridados
Orbitales sp 
Dos lóbulos de distinto tamaño en un ángulo de 180°
Los orbitales no hibridizados 2p están perpendiculares entre sí y perpendicular a la linea creada por los ejes de los dos orbitales híbridos sp 
Un orbital sp
dos orbitales sp
dos orbitales sp
Y dos orbitales 2p
sin hibridizar
Enlaces en el acetileno C2H2
acetileno
La otra unión pi
unión
Enlaces en el acetileno C2H2
Las uniones pi resultantes del
Solapamiento de los orbitales p
Deben estar ortogonales entre sí
No sólo las dos uniones pi son perpendiculares
Sino que también lo son los CH2
El carbono central está hibridizado sp
El carbono terminal está hibridizado sp2
El carbono terminal está hibridizado sp2
Orbitales Híbridos
Grupos
Unidos 
Al carbono
Hibridación
orbital
Predicción de
Ángulo de
enlace
Tipos de 
Enlaces al C
ejemplo
nombre
ETANO
ETENO
ETINO
4 Uniones sigma
3 uniones sigma
Y una unión pi
Dos uniones sigma
Y dos uniones pi
3
25
En los radicales alquílicos,
el electrón desapareado esta en 
un orbital p
Radicales libres, cont.
Pirámidal poco profunda
Pirámide poco profunda
Dibujar la configuración orbital de
Un carbanión
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