Enlace valencia Los novios

Enlace valencia
Dr. Enrique Ruiz Trejo
Departamento de Fí
Física y Quí
Química Teó
Teórica,
Facultad de Quí
Química
Universidad Nacional Autó
Autónoma de Mé
México
Los novios
Tendidos en la yerba
una muchacha y un muchacho
Comen naranjas, cambian besos
como las olas cambian espumas
Tendidos en la playa
una muchacha y un muchacho
Comen limones cambian besos
como las nubes cambian espumas.
Tendidos bajo la tierra
una muchacha y un muchacho
No dicen nada, no se besan,
cambian silencio por silencio.
Octavio Paz
1
Lo que sabemos
• Lewis + Gillespie (TRPECV)
• Distribución por pares
• Determinación de geometría
El enlace químico
Enlace valencia
Mecánica cuántica
Orbitales moleculares
2
Teoría del enlace valencia
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/038_H2BondForm.MOV
http://www.usm.maine.edu/~newton/Chy251_253/Lectures/LewisStructures/H2Animation.gif
Enlace valencia
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/724/741576/chapter_01.html
3
Teoría del enlace valencia
H
↑
H
↓
Intercambio responsable de la
estabilidad de enlace
↑↓
Electrón1-núcleo1
Electrón1-núcleo2
+
Electrón2-núcleo2
Electrón2-núcleo1
Traslape s-s
Traslape de orbitales
atómicos
→
HF
1s
2pz
Traslape s-p
→
F2
2p
2p
Traslape p-p
Enlaces σ: simetría cilíndrica
traslapes s-s, s-p, p-p :
4
Enlace en CH4
¿Enlaces de 90°?
C* [He]
↑
orbitales
s
↑
↑
↑
p
Hibridación de orbitales
atómicos
• Mezcla de orbitales
atómicos en un átomo
(central) para generar
un conjunto de
orbitales híbridos
Φ1 = 1/2(s+px-py+pz)
Φ2 = 1/2(s-px+py+pz)
Φ3 = 1/2(s-px-py-pz)
Φ4 = 1/2(s+px+py-pz)
C* [He]
↑
orbitales
s
C [He]
↑
Orbitales
hibridos
↑
↑
↑
p
↑
↑
↑
sp3
5
Hibridación sp3
Φ1 = 1/2(s+px-py+pz)
Φ2 = 1/2(s-px+py+pz)
Φ3 = 1/2(s-px-py-pz)
Φ4 = 1/2(s+px+py-pz)
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG12_05.JPG
Molécula de metano CH4
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG12_06.JPG
6
Hibridación en amoniaco
• Estequiometría:
NH3
• Estructura de Lewis:
• Geometría TRPECV: pirámide triangular
• La hibridación se establece una vez determinada la
distribución de pares electrónicos
N* [He]
↑↓
orbitales
s
↑
↑
p
↑
N [He]
↑↓
Orbitales
híbridos
↑
↑
↑
sp3
Hibridación en NH3
http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/text_images/CH10/FG10_14.JPG
7
Enlace en BeCl2 :
Be* [He]
↑
orbitales
s
Be*
↑
↑
p
↑
sp híbridos
2p vacíos
Hibridación sp: BeCl2
φ- = 1/√2(s+px)
φ+ = 1/√2(s+px)
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG12_09C.JPG
8
Enlace en BF3
B* He]
↑
orbitales
s
↑
↑
↑
p
↑
↑
Orbitales sp2
2p vacío
Hibridación sp2
φ1=1√3 s + 2/√6 px
φ2=1√3 s - 1/√6 px + 1/√2 py
φ3=1√3 s - 1/√6 px - 1/√2 py
9
Hibridación sp3d en PCl5
Hibridación sp3d2 en SF6
10
Hibridación sp3d y sp3d2
Hibridación
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/12.html
11
Hibridación: modelo para
el enlace covalente
• Mezcla de 2 o más orbitales atómicos no
equivalentes
• Número de orbitales híbridos = Número de
orbitales atómicos involucrados
• La hibridación requiere energia que es
recuperada durante el enlace
• Los enlaces covalentes se forman por el
traslape de orbitales (híbridos y atómicos).
Instrucciones
• Estructura de Lewis
• TRPECV para distribuir pares
electrones
• Deducir hibridación relacionando
distribución de pares con distribución
de orbitales híbridos.
12
Tabla de hibridaciones
Orbitales
atómicos
puros
átomo
central
s, p
Hibridación
del átomo
central
Número de
orbitales
híbridos
Forma de
orbitales
híbridos
ejemplos
sp
2
lineal
BeCl2
s, p, p
Sp2
3
trigonal
BF3
s,p,p,p
Sp3
4
tetraédrica
CH4
s,p,p,p,d
Sp3d
5
PCl5
s, p,
p,p,d,d
Sp3d2
6
bipiramide
trigonal
octaédrica
SF6
Problemas
Determinar hibridación
• HgCl2
• AlI3
• PF3
• SiBr4
• BCl3
13
Hibridación en C2H4
Geometría: plana
↑↓
↑ ↑
2s
2p
↑ ↑ ↑
Híbridos: sp2
↑
2pz
Hibridación en moléculas con
dobles enlaces
Geometría plana: hibridación sp3
↑↓
↑ ↑
2s
2p
↑ ↑ ↑
Híbridos: sp2
↑
2pz
Enlace π: arriba y debajo del eje C-C
14
Eteno
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/602/616516/Chapter_07.html
Formaldehído
http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG12_09C.JPG
http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch8/hybrid.html
15
Triple enlace
C*
↑
↑ ↑ ↑
2s
↑ ↑
Híbridos: sp
2p
↑ ↑
2py
Geometría: lineal
2pz
Etino
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/602/616516/Media_Assets/Chapter07/Text_Images/FG07_11.JPG
16
Problema
• Describir enlace en benceno
Benceno
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/724/741576/chapter_15.html
http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/10.html
17
Problema
• Describir enlace en
– HCN
– CO32-
18