Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-463

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10.3 Teoría de enlace-valencia 431
10.3 Teoría de enlace-valencia
El modelo de RPECV, basado sobre todo en las estructuras de Lewis, proporciona un 
método relativamente sencillo y directo para predecir la geometría de las moléculas. Pero, 
como observamos antes, la teoría de Lewis del enlace químico no explica con claridad 
por qué existen los enlaces químicos. La idea de relacionar la formación de un enlace 
covalente con el apareamiento de electrones constituyó un paso en la dirección correcta, 
pero no avanzó lo sui ciente. Por ejemplo, la teoría de Lewis describe un enlace sencillo 
entre los átomos de H en el H2 y entre los átomos de F en el F2 esencialmente de la 
misma forma, en función de un apareamiento de dos electrones. Sin embargo, estas dos 
moléculas tienen energías de disociación de enlace así como distancias de enlace muy 
diferentes (436.4 kJ/mol y 74 pm para el H2 y 150.6 kJ/mol y 142 pm para el F2). Éste 
y otros hechos no pueden explicarse por medio de la teoría de Lewis. Para una explicación 
más completa de la formación del enlace químico debemos recurrir a la mecánica cuán-
tica. De hecho, el estudio del enlace químico en la mecánica cuántica proporciona también 
un medio para comprender la geometría molecular.
 Hasta la fecha se utilizan dos teorías mecánico-cuánticas para describir la formación 
del enlace covalente y la estructura electrónica de las moléculas. La teoría de enlace-
valencia (EV) supone que los electrones en una molécula ocupan orbitales atómicos de 
los átomos individuales. Esto permite tener presente el esquema de los átomos individua-
les participando en la formación del enlace. La segunda teoría, denominada teoría de los 
orbitales moleculares (OM) , propone la formación de orbitales moleculares a partir de los 
orbitales atómicos . Ninguna teoría explica a la perfección todos los aspectos del enlace, 
pero cada una contribuye a la comprensión de muchas de las propiedades moleculares que 
se observan.
 Empezaremos con el estudio de la teoría de enlace-valencia considerando la formación 
de una molécula de H2 a partir de dos átomos de H. La teoría de Lewis describe el enla-
ce H—H en términos del apareamiento de los dos electrones de los átomos de H. Según 
la teoría de enlace-valencia, el enlace covalente H—H se forma como consecuencia del 
traslapo de los dos orbitales 1s de los átomos de H. Traslapo signii ca que los dos orbi-
tales comparten una región común en el espacio.
 ¿Qué sucede cuando dos átomos de H se aproximan entre sí para formar un enlace? 
Al inicio, cuando los dos átomos están alejados lo sui ciente, no hay interacción. Se dice 
que la energía potencial de este sistema (es decir, de los dos átomos de H) es cero. 
Conforme los átomos se aproximan uno al otro, cada electrón es atraído por el núcleo del 
otro átomo; al mismo tiempo, los electrones se repelen entre sí, y también los dos núcleos. 
Mientras los átomos todavía están separados, la atracción es mayor que la repulsión, por 
lo que la energía potencial del sistema disminuye (es decir, se vuelve negativa) a medida 
que los átomos se acercan (i gura 10.5). Esta tendencia continúa hasta que la ener-
gía potencial alcanza un valor mínimo. En este punto, cuando el sistema tiene la energía 
potencial mínima , es más estable. Esta condición corresponde al traslapo máximo de los 
orbitales 1s y a la formación de la molécula de H2, que es estable. Si la distancia entre 
los núcleos disminuyera aún más, la energía potencial aumentaría con rapidez y i nalmen-
te sería positiva como resultado del aumento de las repulsiones electrón-electrón y núcleo-
núcleo. De acuerdo con la ley de la conservación de la energía , la disminución de la 
energía potencial, como resultado de la formación de H2, debe estar acompañada por una 
liberación de energía. Los experimentos han demostrado que a medida que se forma
una molécula de H2 a partir de dos átomos de H se libera calor. Lo contrario también es 
Revisión de conceptos