13.18: Orbitales Fronterizos

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Dijimos antes que la energía de los electrones determinan el comportamiento de la molécula. Los niveles de energía poblados contribuyen a la energía y al comportamiento de la molécula. Los otros niveles de energía son sólo posibilidades. El único caso en el que se consideran estos orbitales es cuando pensamos en agregar electrones adicionales a la estructura. Eso puede suceder durante una reacción de reducción, por ejemplo. En ese caso, el siguiente nivel de energía puede ser un lugar razonable para poner otro electrón.

Esta descripción puede ser una aproximación. Una vez que se agrega otro electrón a la molécula, se han cambiado fuerzas repulsivas y atractivas dentro de la molécula, por lo que las energías de todos los electrones tendrían que ajustarse. Sin embargo, el LUMO es una buena primera suposición sobre dónde iría un electrón adicional y cuál sería su energía.

Por el contrario, si una molécula va a donar un electrón (o un par de electrones) en una reacción, frecuentemente los electrones provienen del orbital molecular más alto ocupado (HOMO). Estos electrones suelen ser los más reactivos, tanto por su alta energía como por su ubicación accesible, generalmente más lejos del núcleo o en el borde de la molécula.

Los orbitales HOMO y LUMO se denominan juntos orbitales fronterizos, porque están al borde de los orbitales reales, ocupados y los imaginarios, desocupados. Los orbitales fronterizos a menudo se consideran al tratar de comprender las reacciones.

El orbital molecular desocupado más bajo (LUMO) puede describir un electrón adicional agregado a una molécula.
Un electrón adicional agregado a la molécula podría tener esta energía y podría ubicarse en el área del espacio descrita por este orbital.