Tema 3_TEV-2022-1 - Diego Chavez

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Tema 1II. Teoría de 
Enlace de Valencia 
(TEV)
Chang, 11 ed. Cap 10.3-10.5
Brown, 12 ed. Cap 9.4; 9.6
Traslape de orbitales
Enlaces Sigma (σ) y Pi (π)
Hibridación de orbitales y Geometría Molecular
Hibridación sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2
Representación esquemática de la hibridación
Representación esquemática de los enlaces
Hibridación en enlaces múltiples
Representación esquemática de la hibridación
Representación esquemática de los enlaces
Molecular Shape and Structure.
TheValence-Shell Electron-Pair
Repulsion (VSEPR) Model
Teoría de Enlace de Valencia 
(TEV)
Teoría Orbital Molecular 
(TOM)
Electrostatic interactions between pairs of e-s.
Describe la distribución de e-s y la forma molecular en términos de 
ocupación de los orbitales.
Formación del Enlace Covalente
Modelo de la Repulsión de los Pares 
Electrónicos de la Capa de Valencia 
(RPECV)
Walter Heitler
(1904-1981)
Fritz London 
(1900-1954)
La distribución de probabilidad de electrones para la molécula H2.
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
La TEV, la primera descripción del enlace
covalente que se ideará en términos de
orbitales atómicos.
(1927) Heitler y London demostraron que el
enlace covalente en H2 podría explicarse
cuantitativamente por la mecánica
cuántica recién descubierta.
Dos átomos se acercan entre sí lo suficientemente cerca como para que un
orbital de valencia ocupado individualmente en un átomo se superponga
con un orbital de valencia ocupado individualmente en el otro átomo
(solapamiento).
Teoría de Enlace de 
Valencia
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
The potential energy
corresponds to the
bond strength.
Bond length
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝑺 = 𝑺𝑶𝑳𝑨𝑷𝑨𝑴𝑰𝑬𝑵𝑻𝑶
𝑭𝑹𝑶𝑵𝑻𝑨𝑳
𝑳𝑨𝑻𝑬𝑹𝑨𝑳
𝑶𝑹𝑩𝑰𝑻𝑨𝑳𝑬𝑺 𝑨𝑻𝑶𝑴𝑰𝑪𝑶𝑺
TEV: dos átomos se acercan entre sí lo suficientemente
cerca como para que un orbital de valencia ocupado
individualmente en un átomo se superponga con un orbital
de valencia ocupado individualmente en el otro átomo
(solapamiento).
𝒔, 𝒑, 𝒉í𝒃𝒓𝒊𝒅𝒐𝒔
𝝈
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Nodo: Donde Ψ2 es cero, la densidad de electrones es cero. Por lo tanto, en un nodo, la 
densidad electrónica es cero.
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝑺
𝑺𝑶𝑳𝑨𝑷𝑨𝑴𝑰𝑬𝑵𝑻𝑶 𝑭𝑹𝑶𝑵𝑻𝑨𝑳
𝝈
𝒔, 𝒑, 𝒐𝒓𝒃𝒊𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 𝒉í𝒃𝒓𝒊𝒅𝒐𝒔
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝝈 𝝈
𝝈
𝒔 − 𝒔 𝒑 − 𝒑
𝒔 − 𝒑
¿nodos?
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝑺 = 𝑺𝑶𝑳𝑨𝑷𝑨𝑴𝑰𝑬𝑵𝑻𝑶
𝑭𝑹𝑶𝑵𝑻𝑨𝑳
𝑳𝑨𝑻𝑬𝑹𝑨𝑳
𝑶𝑹𝑩𝑰𝑻𝑨𝑳𝑬𝑺 𝑨𝑻𝑶𝑴𝑰𝑪𝑶𝑺
TEV: dos átomos se acercan entre sí lo suficientemente
cerca como para que un orbital de valencia ocupado
individualmente en un átomo se superponga con un orbital
de valencia ocupado individualmente en el otro átomo
(solapamiento).
𝒔, 𝒑, 𝒉í𝒃𝒓𝒊𝒅𝒐𝒔
𝝈
𝒑, 𝒅
𝝅
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝑺
𝑺𝑶𝑳𝑨𝑷𝑨𝑴𝑰𝑬𝑵𝑻𝑶 𝑳𝑨𝑻𝑬𝑹𝑨𝑳
𝝅
𝒑, 𝒅
𝝅p−𝒑
𝝅𝒑 − 𝒅
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝝅d−𝒅
Enlace π
𝝈
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
¿nodos?
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝝈𝒔 − 𝒔
𝝈𝒔 − 𝒑
𝝈𝒑 − 𝒑
p−𝒑
𝝅𝒑 − 𝒅
𝝅
𝝈
𝝅d−𝒅
ENLACES σ
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Sigma 
Enlaces Sigma (σ): enlaces que resultan de la superposición orbital
frontal.
Los enlaces sigma (σ) son cilíndricos simétricos, sin planos nodales que
contengan el eje internuclear (eje z).
H2 , F2, HCl
1H: 1s
1
H2 
↑
1s1
𝝈𝒔 − 𝒔
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Sigma 
Enlaces Sigma (σ): enlaces que resultan de la superposición orbital
frontal.
Los enlaces sigma (σ) son cilíndricos simétricos, sin planos nodales que
contengan el eje internuclear (eje z).
H2 , F2, HCl
F2
9F: 1s
2 2s2 2p5
↑↓
2s2
↑↓ ↑↓ ↑
2p5
p𝒛
𝝈𝒑 − 𝒑
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Sigma 
Enlaces Sigma (σ): enlaces que resultan de la superposición orbital
frontal.
Los enlaces sigma (σ) son cilíndricos simétricos, sin planos nodales que
contengan el eje internuclear (eje z).
H2 , F2, HCl
H
17Cl: 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p5
1H: 1s
1
↑
1s1
↑↓
3s2
↑↓ ↑↓ ↑
3p5
Cl
HCl
𝝈𝒔 − 𝒑
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Sigma 
Enlaces Sigma (σ): enlaces que resultan de la superposición orbital
frontal.
Los enlaces sigma (σ) son cilíndricos simétricos, sin planos nodales que
contengan el eje internuclear (eje z).
Todos son enlaces covalente simples son enlaces sigma (s)
H2 , F2, HCl
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Sigma 
Enlaces Sigma (σ): enlaces que resultan de la superposición orbital
frontal.
Los enlaces sigma (σ) son cilíndricos simétricos, sin planos nodales que
contengan el eje internuclear (eje z).
H2 , F2, HCl
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝑺 = 𝑺𝑶𝑳𝑨𝑷𝑨𝑴𝑰𝑬𝑵𝑻𝑶
𝑭𝑹𝑶𝑵𝑻𝑨𝑳
𝑳𝑨𝑻𝑬𝑹𝑨𝑳
𝑶𝑹𝑩𝑰𝑻𝑨𝑳𝑬𝑺 𝑨𝑻𝑶𝑴𝑰𝑪𝑶𝑺
TEV: dos átomos se acercan entre sí lo suficientemente
cerca como para que un orbital de valencia ocupado
individualmente en un átomo se superponga con un orbital
de valencia ocupado individualmente en el otro átomo
(solapamiento).
𝒔, 𝒑, 𝒉í𝒃𝒓𝒊𝒅𝒐𝒔
𝝈
𝒑, 𝒅
𝝅
ENLACES π
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Pi 
Enlaces Pi (π): enlaces que resultan de la superposición orbital
lateral
Los enlaces pi (π) con planos nodales que contengan el eje internuclear.
O2 , N2
O2 
↑↓
2s2
↑↓ ↑ ↑
2p4
8O: 1s
2 2s2 2p4
𝝅p−𝒑
O O
𝝈p−𝒑
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Ejemplos: Enlaces Pi 
Enlaces Pi (π): enlaces que resultan de la superposición orbital
lateral
Los enlaces pi (π) con planos nodales que contengan el eje internuclear.
O2 , N2
↑↓
2s2
↑ ↑ ↑
2p3
N2 
7N: 1s
2 2s2 2p3
𝝅p−𝒑
N N
𝝈p−𝒑
𝝅p−𝒑
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Sigma and Pi Bonds
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Sigma and Pi Bonds
O2
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Sigma and Pi Bonds
In a molecule with two p bonds, such as
N2, the electron densities in the two
perpendicular p bonds merge, and the
two atoms appear to be surrounded by a
cylinder of electron density.
In general:
✓ A single bond is a s bond.
✓ A double bond is a s bond plus one p
bond.
✓ A triple bond is a s bond plus two p
bonds.
https://www.youtube.com/watch?v=PRmYlUuDXVI
Para explicar la formación del Enlace Covalente usando TEV de una molécula 
diatómica
1. Realizar la configuración electrónica de cada átomo.
2. Realice Lewis
3. Analice las interacciones, cantidad de enlaces sigma y pi
4. Identifique los orbitales atómicos que usará cada átomo
5. Realice el Diagrama de solapamiento señalando los tipos de orbitales 
atómicos usado por cada átomo.
General
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Sigma and Pi Bonds
Tarea
NO, CO
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
𝑺 = 𝑺𝑶𝑳𝑨𝑷𝑨𝑴𝑰𝑬𝑵𝑻𝑶
𝑭𝑹𝑶𝑵𝑻𝑨𝑳
𝑳𝑨𝑻𝑬𝑹𝑨𝑳
𝑶𝑹𝑩𝑰𝑻𝑨𝑳𝑬𝑺 𝑨𝑻𝑶𝑴𝑰𝑪𝑶𝑺
TEV: dos átomos se acercan entre sí lo suficientemente
cerca como para que un orbital de valencia ocupado
individualmente en un átomo se superponga con un orbital
de valencia ocupado individualmente en el otro átomo
(solapamiento).
𝒔, 𝒑, 𝒉í𝒃𝒓𝒊𝒅𝒐𝒔
𝝈
𝒑, 𝒅
𝝅
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Orbitales Híbridos
• Modelo Teórico
• Unión de otros orbitales
• Orbitales s, p y d
6C ; 1s
2 2s2 2p2
ENLACES σ
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Tetraédrica
109,5o
Geometría Básica Geometría Molecular
AX4
Tipo de moléculaLewis
sp3 hybridization, examples:
Tetraédrica
CH4
Hibridación = sp3
OH
σ
π
PL
?
= 4
= 4
= 0
= 0
6C = 1s
2 2s2 2p2
Proceso de Hibridación
Promoción 
Hibridación
Esquema de solapamiento 
sp3 hybridization, examples:
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp3 hybridization
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp3 hybridization
Esquema de solapamiento 
Proceso General
General
Para explicar la formación del Enlace Covalente usando TEV deuna molécula
1. Realice Lewis
2. Identifique el tipo de molécula
3. Identifique la Geometría Básica (Dibujo, ángulos, nombre)
4. Defina la Geometría Molecular (Dibujo, ángulos, nombre)
5. Identifique la cantidad de Orbitales Híbridos, cantidad de enlaces sigma y 
pi, cantidad de pares libres.
6. Identifique la hibridación del átomo central
7. Realice el proceso de Hibridización (Diagrama de Orbital de Energía, 
promoción electrónica (si es necesario), hibridización.
8. Identifique en el diagrama de orbital de energía cuales son los electrones 
que están involucrados en el enlace covalente, colocando la identidad 
del orbital y del átomo X.
9. Realice el Diagrama de solapamiento señalando los tipos de orbitales 
híbridos y atómicos de toda la molécula
OH
σ
π
PL
Tetraédrica
109.5o
Geometría Básica
Piramidal trigonal
< 109.5o
Geometría Molecular
AX3
E
Tipo de moléculaLewis
NH3 sp
3 hybridization, examples: NH3.
Hibridación = sp3
= 4
= 3
= 0
= 1
?
7N = 1s
2 2s2 2p3
sp3
sH
sH
sH
sp3
Diagrama de solapamiento 
Proceso de Hibridación
Hibridación
OH
σ
π
PL
Tetraédrica
109,5o
Geometría Básica
Angular
Geometría Molecular
AX2E2
Tipo de moléculaLewis
H2O
sp3 hybridization, examples: H2O
Hibridación = sp3
= 4
= 2
= 0
= 2
?
8O = 1s
2 2s2 2p4
Proceso de Hibridación
Hibridación
sH
sp3σ
Diagrama de solapamiento 
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp3 hybridization, examples
The sp3 hybridization describes the bonds to all other atoms that
VSEPR theory predicts to have a tetrahedral arrangement of four
charge clouds.
Whenever an atom in a molecule has a tetrahedral electron arrangement, we
say that it is sp3 hybridized.
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp3 hybridization, examples
< 109.5o
< < 109.5o
109.5o
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp3 hybridization, examples: H2O
OH
σ
π
PL
Geometría Básica Geometría MolecularTipo de moléculaLewis
BCl3 sp2 hybridization, examples: BCl3.
Hibridación = sp2
= 3
= 3
= 0
= 0
?
AX3
Trigonal Planar
Trigonal Planar
BCl3
↑↓
2s2
↑
2p1
↑
2s1
↑
2p2
↑
↑ ↑
sp2
↑
p puro
↑↓(Clp) ↑↓(Clp)
sp
2
p puro
↑↓(Clp)
Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
↑↓
2s2
↑↓ ↑↓ ↑
2p5
B : 1s2 2s2 2p1
Diagrama de solapamiento 
BF3
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp2 hybridization
Atoms with three charge clouds.
Trigonal planar geometry
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp2 hybridization
Atoms with three charge clouds undergo hybridization by
combination of one atomic s orbital with two p orbitals, resulting in
three sp2 hybrid orbitals.
The sp2 hybrids orbitals lie in a plane and are oriented toward the corners of an
equilateral triangle at angles of 120° to one another.Trigonal planar geometry.
OH
σ
π
PL
Geometría Básica Geometría MolecularTipo de moléculaLewis
BeCl2
sp hybridization, examples: BeCl2
Hibridación = sp
= 2
= 2
= 0
= 0
?
AX2
Lineal
Lineal
BeCl2
↑
2s1
↑
2p1
↑↓
2s2
↑ ↑
sp
p puro
Be = 1s2 2s2
↑↓(Clp)↑↓(Clp)
sp
p puro
Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
↑↓
2s2
↑↓ ↑↓ ↑
2p5
Diagrama de solapamiento 
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
sp hybridization
Atoms with two charge clouds undergo hybridization by combination
of one atomic s orbital with one p orbitals, resulting in three sp hybrid
orbitals.
The sp hybrids orbitals are oriented 180° from each other.
Linear geometry
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Each of the different geometries—whether based on two, three, four, five,
or six charge clouds—can be accounted for by a specific kind of orbital
hybridization.
Three charge clouds Two charge clouds
sp hybridization
Hybridization
sp2 hybridization
LinearTrigonal 
Planar
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Hibridación sp3
sp3
sH
sH
sH
sp3
sH
sp3σ
Hibridación sp2 Hibridación sp
Al Cl
Al Cl
1 OH sp3 – vacío: 
(↑↓ _ dativo-Cl)
3 OH sp3 – σ : ↑
sp3
AX4
GB: Td
GM: Td
σ = 4
π = 0
PL = 0
OH = 4
AX2E
2GB: Td
GM: 
Angular
σ = 2
π = 0
PL = 2
OH = 4
1 OH sp3 – lleno: ↑↓ (dativo)
1 OH sp3 – σ : ↑
2 OH sp3 : ↑↓ (2PL)
sp3
13Al 13Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
↑ ↑ ↑
sp3
Clp Clp Clsp3 Clsp3-dativo 
↑ ↑ ↑
sp3
↑
↑ ↑
3p2
3s1
↑↓
↑
3p1
3s2
17Cl 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
sp3
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
3p5
3s2
Dativo 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
sp3
Alsp3
sp3
sp3
1 OH sp3 – vacío: 
(↑↓ _ dativo-Cl)
3 OH sp3 – σ : ↑
2 OH sp3 : ↑↓
(2PL)
1 OH sp3 – σ : ↑
1 OH sp3 – lleno: 
↑↓ (dativo)
↑ ↑ ↑
sp3
Clp Clp Clsp3 Clsp3-dativo 
Dativo 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
sp3
Alsp3
Al Al
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
pCl
sp3Cl
σ(pCl-sp
3
Al)
σsp3Cl-sp
3
Al)
sp3Al
Valence Bond Theory
Hibridación sp3d Hibridación sp
3d2
Se realiza el mismo proceso
Teoría de Enlace de Valencia 
(TEV) Hibridación
N orbitales atómicos siempre produce N orbitals hibridos
Se adopta un esquema de hibridación para que coincida con la
disposición electrónica de la molécula (Geometría).
Tipo de 
molécula
Geometría básica # de OA # de OH
Hibridación del 
átomo central
AX2 Lineal 2 2 sp
AX3 Trigonal planar 3 3 sp
2
AX4 Tetraédrica 4 4 sp
3
AX5 Bipirámide Trigonal 5 5 sp
3d
AX6 Octaédrica 6 6 sp
3d2
ENLACES π
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Un orbital p permanece sin cambios y está orientado en un ángulo de
90° con respecto al plano de los híbridos sp2.
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Hibridación sp2
Átomos con tres nubes de carga.
H2C=CH2 etileno H2CO, formaldehído
Ejemplos:
BF3, trifluoruro de boro
C6H6, benceno HCOOH, ácido fórmico
CO2, dióxido de carbono
OH
σ
π
PL
Geometría 
Básica
Geometría 
Molecular
Tipo de 
molécula
Lewis
Hibridación = sp2
= 3 
= 3
= 1
= 0
?
H2CO 6
C : 1s2 2s2 2p2; 8O : 1s
2 2s2 2p4; 1H : 1s
1
AX3
Trigonal Planar
Trigonal Planar
120o
H2C=O
↑↓
2s2
↑ ↑
2p2
↑
2s1
↑ ↑ ↑
2p2
↑ ↑
↑
sp2
p puro
↑
↑↓
2s2
↑↓ ↑ ↑
2p4
Hs Hs
Op
Op 1H : 1s
1
8O : 1s
2 2s2 2p4
↑
2s1
6C : 1s
2 2s2 2p2
OH
σ
π
PL
= 3 
= 3
= 1
= 0
p puro
↑ ↑
↑
sp2
↑
H2CO
x
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
C O
H
H
Completar el diagrama de solapamiento
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
H2C=CH2 etileno
Tarea
Teoría de Enlace de Valencia 
(TEV) Hibridación sp2
Átomos con tres nubes de carga.
H2C=CH2 etileno
C6H6, benceno
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Hibridación sp2
Los orbitales p de carbono
no hibridados pueden
formar un enlace p con
cualquiera de sus vecinos
inmediatos. Dos arreglos
son posibles.
Como resultado de la
resonancia, los electrones
p forman una nube doble
en forma de rosquilla
encima y debajo del
plano del anillo.
Dado que solo un orbital p está involucrado cuando un átomo sufre
hibridación sp, los otros dos orbitales p no cambian y están
orientados en ángulos de 90° con respecto a los híbridos sp.
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Hibridación sp
Átomos con dos nubes de carga.
Ejemplos:
H–C N, ácido cianhídrico
BeF2, fluoruro de berilio 
H–C C–H, acetileno
OH
σ
π
PL
Geometría 
Básica
Geometría 
Molecular
Tipo de 
molécula
Lewis
Hibridación = sp
= 2 
= 2
= 2
= 0
?
HCN 6C : 1s2 2s2 2p2; 7N : 1s2 2s2 2p4; 1H : 1s1
AX2
180o
Lineal
Lineal
HCN
↑↓
2s2
↑ ↑
2p2
↑
2s1
↑ ↑ ↑
2p2
↑↓
2s2
↑ ↑ ↑
2p3
↑↑
sp
Hs Np
1H : 1s
1
7N : 1s
2 2s2 2p3
↑
1s1
6C : 1s
2 2s2 2p2
OH
σ
π
PL
= 2 
= 2
= 2
= 0
p puro
↑ ↑
↑
sp
↑
sp
↑ ↑
p puro
Np
Np
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Completar el diagrama de solapamiento
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
H–C C–H, acetileno
Tarea
Se forman enlaces múltiples cuando un átomo forma un enlace σ
usando un orbital híbrido sp o sp2 y uno o más enlaces p usando
orbitales p no hibridados. La superposición de lado a lado que forma un
enlace π hace que una molécula sea resistente a la torsión, da como
resultado enlaces más débiles que los enlaces s y evita que los átomos
con radios grandes formen enlaces múltiples.
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
Hibridación sp o sp2 enlaces dobles o triples
H–C C–H, acetilenoH2C=CH2 ethileno
CH
H
CH
O
O H
Interacciones s
Interacciones p
= 6 + 1 = 7
= 1 
Interacciones σ
Interacciones π
Hibridación y esquema de solapamiento
Propiedades magnéticas
Interacciones σ Interacción π
Hibridación y esquema de solapamiento
Interacciones σ
Interacciones π
Teoría de Enlace de Valencia (TEV)
En la teoría del enlace de valencia, suponemos que: 
- Los enlaces se forman cuando electrones no apareados en pares 
de orbitales atómicos de valencia-capa (O.H.).
- Los orbitales atómicos se superponen de extremo a extremo para 
formar enlaces σ o uno al lado del otro para formar enlaces π.
• Los enlaces covalentes están formados por la superposición de orbitales atómicos, cada
uno de los cuales contiene un electrón de espín opuesto.
• Cada uno de los átomos unidos mantiene sus propios orbitales atómicos, pero el par
de electrones en los orbitales superpuestos es compartido por ambos átomos.
• Cuanto mayor es la superposición orbital, más fuerte es el vínculo. Esto lleva a un
carácter direccional al enlace cuando están involucrados otros que no sean orbitales.
VBT Video
https://www.youtube.com/watch?v=PRmYlUuDXVI