Buenas , he estado mirándome los sistemas de orbitales pi del butadieno y del benceno pero no los acabo de entender , alguien podría explicarlo? gracias!!
Para obtener los OM de las moléculas poliatómicas hay que combinar linealmente todos los orbitales atómicos de valencia de todos los átomos que forman la molécula. Supongamos la molécula de eteno: dos átomos de carbono y cuatro de hidrógeno. Eso significa que deberíamos combinar línealmente: orbitales 2s, 2px, 2py, 2pz del C1 orbitales 2s, 2px, 2py, 2pz del C2 orbitales 1s H1 orbitales 1s H2 orbitales 1s H3 orbitales 1s H4 En total 12 OA, lo que implica que debo obtener 12 OM. Visualiza ahora la molécula de eteno; una molécula plana (supongamos que el plano es el ZY), con una unión entre los dos carbonos y cada uno de los carbonos a un hidrógeno. Visualiza ahora todos los OA y de acuerdo a la molécula verás que tienen simetría muy diversa. Concretamente los dos orbitales atómicos px de los átomos de C son muy diferentes que el resto. Esto hace que, cuando se resuelve la Ec se Schrödinger para la molécula con esta combinación de orbitales moleculares, obtendré: 10 OM que se podrán identificar con las funciones que han dado origen a todos los enlaces de tipo sigma, si hubiera empleado la teoría de enlaces de valencia [no importa ahora que no los sepa nombrar] y 2 OM, uno de ellos es la suma de los dos orbitales 2px y dan un OM de tipo pix enlazante y un OM de tipo pix antienlazante. Si esto lo entendemos podemos hacer ahora la extrapolación a cuando tenemos la molécula de butadiento: una molécula plana con cuatro átomos de carbono unidos entre sí y 6 átomos de hidrógeno. Asumiendo que el plano de la molécula es el ZY, voy a estar igual que en el caso anterior: la combinación de los 20 OA me producirán 20 OM, pero de ellos habrá 16 que se podrán combinar entre ellos para producir unos OM con una distribución de carga similar a la de las funciones de enlace sigma que habría obtenido utilizando la teoría de enlaces de valencia. El resto, los 4 orbitales atómicos px de los 4 átomos de carbono, me producen los 4 OM con simetría de tipo pix. ¿Cuales son estos OM de tipo pi? Pues el más bajo de energía es aquel que suma todos los OA px; es decir, que un electrón descrito por este OM, se encuentra deslocalizado moviéndose entre los cuatro núcleos de carbono, con una función que es positiva por encima del plano molecular y negativa por debajo del plano molecular. El siguiente OM con simetría pix obtenido, es la suma de los OA de los carbonos 1 y 2, por un lado y de los 3 y 4 por otro, pero la zona entre el C2 y el C3 hay un plano nodal. El siguiente OM de simetría pix obtenido, ya tiene carácter antienlazante, porque tiene más energía que los OA de partida. Este implica la suma de 2 y 3, pero entre 1 y 2 hay un plano nodal y entre 3 y 4 también. Finalmente el último OM antienlazante es aquel que va alternado de signo cuando cambia de núcleo: +c1-C2+C3-C4. Bien, pues ¿donde están los 4 electrones con simetría de tipo px que aportaron los átomos al enlace? Pues evidentemente en los OM de simetría pix con energía más baja, es decir en los los primeros OM que he descrito más arriba: Dos electrones reparten su carga por los cuatro núcleos de carbono, mientras que los otros dos se "concentran" entre los C1-C2 y C3-C4. El mismo procedimiento es el que se sigue para el benceno. Pero es largo de explicar aquí.
Para obtener los OM de las moléculas poliatómicas hay que combinar linealmente todos los orbitales atómicos de valencia de todos los átomos que forman la molécula.
ResponderEliminarSupongamos la molécula de eteno: dos átomos de carbono y cuatro de hidrógeno. Eso significa que deberíamos combinar línealmente:
orbitales 2s, 2px, 2py, 2pz del C1
orbitales 2s, 2px, 2py, 2pz del C2
orbitales 1s H1
orbitales 1s H2
orbitales 1s H3
orbitales 1s H4
En total 12 OA, lo que implica que debo obtener 12 OM.
Visualiza ahora la molécula de eteno; una molécula plana (supongamos que el plano es el ZY), con una unión entre los dos carbonos y cada uno de los carbonos a un hidrógeno. Visualiza ahora todos los OA y de acuerdo a la molécula verás que tienen simetría muy diversa.
Concretamente los dos orbitales atómicos px de los átomos de C son muy diferentes que el resto.
Esto hace que, cuando se resuelve la Ec se Schrödinger para la molécula con esta combinación de orbitales moleculares, obtendré: 10 OM que se podrán identificar con las funciones que han dado origen a todos los enlaces de tipo sigma, si hubiera empleado la teoría de enlaces de valencia [no importa ahora que no los sepa nombrar] y 2 OM, uno de ellos es la suma de los dos orbitales 2px y dan un OM de tipo pix enlazante y un OM de tipo pix antienlazante.
Si esto lo entendemos podemos hacer ahora la extrapolación a cuando tenemos la molécula de butadiento: una molécula plana con cuatro átomos de carbono unidos entre sí y 6 átomos de hidrógeno. Asumiendo que el plano de la molécula es el ZY, voy a estar igual que en el caso anterior: la combinación de los 20 OA me producirán 20 OM, pero de ellos habrá 16 que se podrán combinar entre ellos para producir unos OM con una distribución de carga similar a la de las funciones de enlace sigma que habría obtenido utilizando la teoría de enlaces de valencia. El resto, los 4 orbitales atómicos px de los 4 átomos de carbono, me producen los 4 OM con simetría de tipo pix.
¿Cuales son estos OM de tipo pi? Pues el más bajo de energía es aquel que suma todos los OA px; es decir, que un electrón descrito por este OM, se encuentra deslocalizado moviéndose entre los cuatro núcleos de carbono, con una función que es positiva por encima del plano molecular y negativa por debajo del plano molecular.
El siguiente OM con simetría pix obtenido, es la suma de los OA de los carbonos 1 y 2, por un lado y de los 3 y 4 por otro, pero la zona entre el C2 y el C3 hay un plano nodal.
El siguiente OM de simetría pix obtenido, ya tiene carácter antienlazante, porque tiene más energía que los OA de partida. Este implica la suma de 2 y 3, pero entre 1 y 2 hay un plano nodal y entre 3 y 4 también. Finalmente el último OM antienlazante es aquel que va alternado de signo cuando cambia de núcleo: +c1-C2+C3-C4.
Bien, pues ¿donde están los 4 electrones con simetría de tipo px que aportaron los átomos al enlace? Pues evidentemente en los OM de simetría pix con energía más baja, es decir en los los primeros OM que he descrito más arriba: Dos electrones reparten su carga por los cuatro núcleos de carbono, mientras que los otros dos se "concentran" entre los C1-C2 y C3-C4.
El mismo procedimiento es el que se sigue para el benceno. Pero es largo de explicar aquí.