UNIDAD 3: ENLACE QUMICOHOMONUCLEAR

INTRODUCCIN

Las molculas ms simples de estudiar, desde el punto de vista de la teora de orbitales moleculares, son las que estn formadas por dos tomos del mismo elemento, esto es, las molculas diatmicas homonucleares.

Como se ha descrito para la molcula de H2, a partir de dos orbitales atmicos 1s se obtienen dos orbitales moleculares, g y u. Los elementos del segundo periodo poseen 4 orbitales de valencia, un orbital s y tres orbitales p, de manera que cuando se combinan 2 tomos de este periodo se pueden obtener un mximo de ocho orbitales moleculares, que adoptan las formas ya mostradas. Los orbitales ms internos, los 1s, no se suelen considerar a la hora de construir el Diagrama de Orbitales Moleculares, pues no contribuyen a la formacin neta de enlace. Los ocho orbitales moleculares que se forman se pueden clasificar, segn la simetra, en dos grupos: cuatro orbitales y cuatro orbitales . Los cuatro orbitales forman un par doblemente degenerado de enlace y otro par doblemente degenerado de antienlace. El grupo de orbitales se distribuye en un amplio rango de energa, siendo uno de ellos un orbital fuertemente enlazante (de muy baja energa) y otro fuertemente antienlazante (de muy alta energa). Los otros dos orbitales se sitan entre estos extremos. Para establecer el diagrama de niveles de energa de estos ocho orbitales moleculares se recurre a mtodos como la espectroscopia electrnica de absorcin, la espectroscopia de fotoelectrones o a clculos computacionales. La espectroscopia de fotoelectrones muestra la variacin de las energas de los orbitales moleculares para las molculas diatmicas del segundo periodo, desde el Li2 al F2. Este orden de energa, que es necesario para poder construir la configuracin electrnica de la molcula, aparece en la figura para las posibles molculas diatmicas del segundo periodo. De esta forma puede proponerse un Diagrama de Niveles de Energa para estas molculas. Es fcilmente observable como hay dos tipos de diagrama, pues el orden relativo de los orbitales 2g y 1u es distinto para las molculas Li2-N2 y para las molculas de O2 y F2.

OBJETIVO Calcular molculas diatmicas homonucleares para analizar su estructura electrnica a travs de la construccin del diagrama de energa y predecir su estabilidad y correlacionarla con la distancia de enlace.

1. Con los datos obtenidos, as como el EXCEL, construya el diagrama de energa de la molcula diatmica homonuclear e identifique los orbitales moleculares.

-0.18768 SGU*

2s22s2

2s2-0.3991 SGG*

1s2

1s2-4.72983 SGU

Be Be ----- Be Be1s2-4.73112 SGG2. Con los datos obtenidos, analice las estabilidades relativas de la molcula diatmica en cuestin es estable.

CargaMultiplicidadEnergia Total [Eh]

Be001-14.5985691

Be2001-29.089841

BE = Eab ( Ea + Eb )BE = -29.089841 (2(-14.5985691))BE = -0.1072972 Eh

Analizando estos resultados relativos, la molcula es tericamente estable.

3. Con los datos obtenidos, analice las estabilidades relativas de la molcula neutra, su in molcula positivas y el negativo.

CargaMultiplicidadEnergia Total [Eh]Distancia de enlaceBEEstabilidad

Be001-14.5985691---

Be2001-29.0898411.8334-0.1072972Estable

Be--2-29.09923371.8982-0.0017743Estable

Be++2-28.89426581.8042-0.0195015Estable

BE+ = Eab ( Ea+ + Eb )BE = -28.8942658 ((-14.2761952)+(-14.5985691))BE = -0.0195015EhBE- = Eab ( Ea- + Eb )BE = -29.0992337 ((-14.4988903)+(-14.5985691))BE = -0.0017743 Eh

4. Aplicando el teorema de koopmann, reporte el potencial de ionizacin de la molcula estudiada.

Energa HOMO [Eh]Potencial Ionizacin [Eh]

Be20-0.187680.18768

Be2-0.1370-0.1370

Be2+-0.494320.49432

5. Investigue cul de las dos molculas tiene una mayor diferencia HOMO-LUMO y reporte para cada una de las que inducira la transicin electrnica HOMO LUMO.

HOMO [Eh]LUMO [Eh]E=hc/[m][nm]Espectro

Be20-4.73112-0.18768-4.543441.03756x10-7103.76UV-C

Be2--4.50846 0.1370----

Be2+-4.98626-0.49432-4.491944.522x10-845.22UV-C

CONCLUSIONES

La energa de estabilizacin de la molcula de berilio es estable debido a que su energa de enlazamiento es negativa y baja y por lo tanto se ve favorecida la formacin de la molcula de berilio. De acuerdo a las estabilidades relativas de la molcula as como su ion positivo y negativo concluimos que la molcula ms estable es la negativa ya que posee la menor energa seguida despus de la positiva y la menos estable es la neutra.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICOFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLNUNIDAD 3: ENLACE QUMICO HOMONUCLEARALUMNOS: MENESES HERNNDEZ MARCO ANTONIO TAVERA PORTILLA MARA SOLEDADGRUPO: 2501QUMICA CUNTICA