Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-477

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10.6 Teoría de orbitales moleculares 445
10.6 Teoría de orbitales moleculares
La teoría de enlace-valencia es una de las dos propuestas de la mecánica cuántica para 
explicar los enlaces en las moléculas. Explica, al menos cualitativamente, la estabilidad 
del enlace covalente en términos del traslapo de orbitales atómicos. Utilizando el concep-
to de “hibridación”, la teoría de enlace-valencia puede explicar la geometría molecular 
predicha por el modelo RPECV. Sin embargo, la suposición de que los electrones en una 
molécula ocupan orbitales atómicos de los átomos individuales, es sólo una aproximación, 
ya que cada electrón enlazante en una molécula debe estar en un orbital característico de 
la molécula como un todo.
 En algunos casos la teoría de enlace-valencia no explica satisfactoriamente algunas 
de las propiedades observadas de las moléculas. Considere la molécula del oxígeno, cuya 
estructura de Lewis es
OQ OQOPO
De acuerdo con esta descripción, todos los electrones en el O2 están apareados y la mo-
lécula debería ser diamagnética. Los experimentos han demostrado que la molécula de 
oxígeno es paramagnética, con dos electrones desapareados (i gura 10.21). Este hallazgo 
sugiere una dei ciencia fundamental en la teoría de enlace-valencia, lo que justii ca la 
búsqueda de una propuesta alternativa que explique las propiedades del O2 y de otras 
moléculas que no justii ca la teoría de enlace-valencia.
 En ocasiones, el magnetismo, así como otras propiedades de las moléculas, se expli-
can mejor mediante otra propuesta de la mecánica cuántica llamada teoría de orbitales 
moleculares (OM). La teoría de orbitales moleculares describe los enlaces covalentes en 
Figura 10.20 Enlaces en la 
molécula de formaldehído. Se 
forma un enlace sigma mediante el 
traslapo de un orbital híbrido sp2 
del carbono y de un orbital híbrido 
sp2 del oxígeno; se forma un 
enlace pi a partir del traslapo de 
los orbitales 2pz de los átomos de 
carbono y oxígeno. Los dos pares 
libres del oxígeno se colocan en 
los otros dos orbitales sp2 del 
oxígeno.
H
H
π
σC O
π
σ
σ
•
•
•
•
El carbono tiene un electrón en cada uno de sus tres orbitales sp2, los cuales se utilizan para 
formar enlaces sigma con los átomos de H y el átomo de O. También hay un electrón en el 
orbital 2pz, el cual forma un enlace pi con el oxígeno. El oxígeno tiene dos electrones en dos 
de sus orbitales híbridos sp2. Éstos son los pares libres del oxígeno. Su tercer orbital híbrido 
sp2, con un electrón, se utiliza para formar un enlace sigma con el carbono. El orbital 2pz 
(con un electrón) se traslapa con el orbital 2pz del C para formar un enlace pi (i gura 10.20).
Ejercicio de práctica Describa los enlaces en la molécula de cianuro de hidrógeno, HCN. 
Suponga que el N tiene hibridación sp.
Problemas similares: 10.36, 10.37, 
10.39.
Revisión de conceptos
¿Cuál de los siguientes pares de orbitales atómicos en los núcleos adyacentes pueden 
traslaparse para formar un enlace sigma?, ¿y un enlace pi? ¿Cuál no puede traslaparse (no 
enlazarse)? Considere que el eje x es el eje internuclear. a) 1s y 2s, b) 1s y 2px , c) 2py y 
2py, d) 3py y 3pz, e) 2px y 3px.
Figura 10.21 El oxígeno 
líquido queda atrapado entre los 
polos de un imán, debido a que 
las moléculas de O2 son 
paramagnéticas, con dos espines 
paralelos.