11_Teorias Del Enlace Covalente, SILBERBERG
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7/23/2019 11_Teorias Del Enlace Covalente, SILBERBERG
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Captulo 11: Teoras del enlace covalente
11.1 Teora del enlace valencia (EV) y la hibridacin de losorbitales
11.2 La manera en que se traslapan los orbitales y los tiposde enlace covalente
11. Teora de orbitales moleculares (!") ydeslocali#acin de electrones
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Temas centrales en la teora del enlace valencia
1) Espines opuestos de los pares de electrones.La regin del espacioformada por los orbitales traslapados tiene una capacidad m$%imapara dos electrones que deben tener espines opuestos.
2) "$%imo traslape de los orbitales enla#ados. La fuerza del enlacedepende de la atraccin del ncleo por los electrones compartidos, asque mientras mayor es el traslape de electrones& m$s 'uerte (m$sestable es el enlace).) ibridacin de orbitales atmicos.Para explicar el enlace en
molculas diatmicas simples, como el HF se puede representar eltraslape de los orbitalessypde los tomos aislados en su estado basal!"n casos como el metano #H$donde $ tomos de %idrgeno estnligados a un tomo central de carbono es imposible obtener los ngulosde enlace correctos! Pauling propuso queLos orbitales atmicos devalencia en la molcula son diferentes de aqullos de los tomos
Principio bsico de la teora del enlace valencia: n enlace covalentese 'orma cuando los orbitales de dos $tomos se traslapan y un par deelectrones ocupa la re*in entre los n+cleos.
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Fig. 11.1
Traslape de
orbitales y
apareamiento deespines en tres
molculas
diatmicas
idr*eno& 2
,luoruro de hidr*eno& ,
,l+or& ,2
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Tipos de orbital hbrido Grupos peridicos
Tipos de orbital hbrido -rupos asociados en la tabla peridica
/ -rupo 00 Elementos tierras alcalina
/2 -rupo 000 ,amilia del oro
/ -rupo 0V ,amilia del carbono33
/d -rupo V ,amilia del nitr*eno
/d2 -rupo V0 ,amilia del o%*eno
&& La excepcin es el carbono que puede tener orbitales %bridos' (P, (P), (P*
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os orbitales hbridos spen el !eCl"gaseoso
Fig. 11." # y !
4tomo e aislado 4tomo e hibridado
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Fig. 11." C y $
5ia*rama de casillas de orbitalescon contornos de orbitales
vaco vaco vacovacohibridacin
vacodos e6
spun e
6spun e
6
Los orbitales hbridos spen
el e7l2*aseoso
hibridacin
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8/31Fig. 11.&
os orbitales hbridos sp%en el C'&
4tomo de7 aislado
4tomo de 7hibridado
hibridacin
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9/31Fig. 11.(
os orbitales hbridos sp%en )'% y'"*
par
solitario
4tomo de 8 hibridado4tomo de 8 aislado
electronesde enlace
%ibridacin
4tomo de ! hibridado4tomo de ! aislado
electrones
de enlace
%ibridacin
pares
solitarios
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10/31Fig. 11.+
os orbitales hbridos sp%den ,Cl(
4tomo de / aislado 4tomo de / hibridado
cinco spd
+no de los cincoorbitales sp*d
+n orbital *pdel #l
%ibridacin
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os orbitales hbridos sp%d"en el -F+
Hexafluoruro de azufre (F-
Fig. 11.
4tomo de aislado 4tomo de hibridado
seis spd2
%ibridacin
+no de los seis orbitales sp*d)
+n orbital )pdel F
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12/31Fig. 11./
os pasos conceptuales desde la
0rmula molecular hasta los orbitales
hbridos usados en el enlace
Frmulamolecular
Frmulamolecular "structurade Le.is
"structurade Le.is
Forma
molecular yarreglo de
grupos de e/
Forma
molecular yarreglo de
grupos de e/
0rbitales%bridos0rbitales%bridos
Figura 12!1 Figura 12!1) 3abla 11!1
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,ostulado de orbitales hbridos en una molcula
/roblema94escriba cmo la mezcla de orbitales atmicos en los tomos
centrales conduce a orbitales %bridos en los siguientes compuestos' a) 5etil amina, #H*6H) b)3etrafluoruro de xenn, 7eF$/lan98 partir de la estructura de Le.is y la forma molecular, sabemos elnmero y arreglo de grupos de electrones alrededor de los tomos
centrales, de los cuales postulamos los tipos de orbitales %bridosin9olucrados! "ntonces escribimos el diagrama de orbital parcial paracada tomo central antes y despus de que los %orbitales son %ibridados!olucin9a)Para #H*6H)' La forma es tetradrica alrededor de los tomos # y 6!
"ntonces, cada tomo central es %ibridado sp3! "l tomo de carbono tienecuatro orbitales sp3medio llenos'
:tomo de carbono aislado)s )p sp*
:tomo de carbono %ibridado
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"l tomo de 6 tiene tres orbitales sp3medio llenos y uno lleno conun par solitario!
)s )p sp*
7
8!!
b) "l tomo de xenn tiene ; orbitalessy ; orbitalesp llenos con ;orbitales d 9acos!
; s ; p ; d
; d
:tomo de 7e
aislado
sp*d)
:tomo de 7e
%ibridado
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b) contin+a9 Para el 7eF$, el 7enn, normalmente tiene un octeto deelectrones lleno, lo que significa una geometra octadrica, por tanto,
para formar el compuesto, deben ser rotos dos pares, y deben crearse
enlaces con los cuatro tomos de flor! (i los dos pares solitarios estnen las posiciones ecuatoriales, estarn a
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16/31Fig. 11.
Los enlaces enel etano (72;)
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17/31Fig. 11.12
Los enlaces y del etileno (72
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Fig. 11.11
Los enlaces y del acetileno (722)5os lbulosde unenlace
5os lbulosde unenlace
3 t i t i id d
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3otacin restringida de
molculas con enlaces
)"l cis1,) dicloroetileno )"l trans1,) dicloroetileno
Fig. 11.1"
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4na analoga entre las ondas de lu5 y las
0unciones de onda atmicas
Fig. 11.1%
Las ondas se refuerzan Las ondas se cancelan
6cleos4istancia
4istancia
6odo
! Las amplitudes de las funciones de
onda se suman
! Las amplitudes de las funciones de
onda se restan
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Fig. 11.1&
Contornos y energas de los orbitales
moleculares 6*78 de enlace y
antienlace en el '"!" de antienlace& 31s
8odo=estando
umando
Ener*a de los $tomos
de aislados
!" de enlace& 31s
4tomos de aisladosEner*a
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lenado de orbitales moleculares con electrones
1) Los orbitales se ordenan ascendentemente de ener*a(Principio de Aufbau )
2) n orbital tiene una capacidad m$%ima de dos electrones conespines opuestos (Principio de exclusin de Pauli)
) Los orbitales de la misma ener*a se llenan parcialmente conespines paralelos& antes de que se llene cualquiera de ellos(Rela de !und)
9l di d *7 '
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Fig. 11.1(
9l diagrama de *7 para '"
!de
!"de 2
!de
Ene
r*a
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Fig. 11.1+
$iagramas de
*7 para 'e"y
para el 'e"
08 deHe
05 deHe)>
08 deHe>
Ener*a
0rden de enlace del He)>
? @
08 deHe
05 deHe)
08 deHe
Ener*a
0rden de enlace del He)? 2
9 l l l l di t i
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Fig. 11.1
08 deLi
05 deLi)
08 deLi
Ener*a
0rden de enlace del Li)? 1
08 deAe
05 deAe)
08 deAe
0rden de enlace del Ae)
Ener*a
9nlaces en las molculas diatmicashomonucleares del blo;ue s
C t d l *7
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Fig. 11.1/
Contornos y energas de los *7 y atravs de combinaciones de orbitales
atmicos=esta 8odo
32p!"(antienlace)
2p!"
(enlace)
(antienlace)
(enlace)
=esta
uma
uma
32p!"
2p!"
8odo
Ener*a
Ener*a
)i l d l i l *7 d l
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Fig. 11.1
Ener*a
molculas diatmicas)iveles de energa relativos para los *7 de las
homonucleares del
periodo "
! !" !! !" ! 6i9eles de energa de 05 para
0), F)y 6e) 6i9eles de energa de 05 paraA), #)y 6)
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Fig. 11."2
*7 ypropiedades
molecularesdesde el !"hasta el )e"
*cupacin del
Ener*a
Ener*ade
enlace(>?@mol)
Lon*itudde
enlace(pm)
!rden de enlace
/ropiedades ma*nAticas
7on'i*uracin delos electrones de
valencia
#on combinacin )sB )p (in combinacin )sB )p
/arama*n$etica /arama*n$etica5iama*nAtica 5iama*nAtica5iama*nAtica
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Fig. 11.""
El dia*ramade !" para
el ,
Ener
*a
!" de noenlace
! del
!"del ,
! del,
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Fig. 11."%
El dia*ramade !" para
el 8!
! del8
!" del8!
! del!
Ener*a
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