Diagramas MO para iones de agua y nitrato

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Habilidades para Desarrollar

Construir diagramas MO para moléculas y/o compuestos simples no lineales

Moléculas no lineales

Si tomas una clase de Química Inorgánica, aprenderás formas de hacer diagramas MO para moléculas no lineales más complicadas. Aquí realmente no vamos a explicar estos métodos, solo mostrar algunos resultados. Primero veremos un diagrama MO para el agua, porque es bastante simple y el agua es muy importante. Luego veremos los MOs π para el ion nitrato, así podemos ver la diferencia entre la teoría MO y la teoría del enlace de valencia.

Ejemplo\(\PageIndex{1}\): Water

Este diagrama se basa en cálculos y comparación con experimentos. (Pero no se dibuja exactamente, solo aproximadamente). Sería difícil adivinar todos los detalles, especialmente sobre la mezcla de sp y las formas y tamaños de los MO. Observe que los orbitales de enlace son más grandes en el oxígeno y los orbitales antienlace son más grandes en el hidrógeno. Esto produce la polaridad que hace que el agua sea un buen solvente, porque hay más densidad de electrones en el O y menos densidad de electrones en el H.

Comenzamos haciendo las mismas combinaciones de H AO que usamos para H ₂ y también para BeH ₂. Luego hacemos mezcla sp en O, haciendo que un orbital apunte hacia los átomos de H y otro apuntando hacia fuera (que será en su mayoría sin unión, como un par solitario). Después hacemos combinaciones de unión y antiunión de orbitales H y O que coincidan.

Diagrama MO para agua.

Ejemplo\(\PageIndex{2}\): Nitrate ion π MOs

En la sección de enlaces múltiples utilizando la Teoría de los Bonos de Valencia, hablamos sobre el ion nitrato (NO ₃ ^—), que tiene 1 enlace π compartido en 4 átomos (3 estructuras de resonancia diferentes). Eso podría haber parecido un poco extraño, así que volvamos a verlo usando la teoría MO, que trata la resonancia de manera mucho más natural. Pensemos en los 4 orbitales de 2p _z, en átomos de 1 N y 3 O. Estos orbitales señalan fuera del plano de la molécula y serán utilizados para hacer enlaces π. Primero haremos combinaciones de los AO de oxígeno. Las combinaciones se muestran en la figura. No te preocupes por de dónde salieron demasiado estas combinaciones, porque eso es un poco demasiado avanzado para nosotros (ya verás, si tomas una clase de Química Inorgánica).

Combinaciones de oxígeno π AO para iones nitrato.

Se puede ver que 2 de las combinaciones no coinciden con los AO en N, por lo que serán MO no enlazantes (como 2 pares solitarios compartidos sobre 3 átomos de O). Una combinación coincide con el orbital N, por lo que hará combinaciones de unión y antiadhesión. Hay 6 electrones π en nitrato, por lo que se llenarán los MO de unión y no unión. Esto significa que hay un enlace π compartido sobre los 4 átomos, que es justo lo que dice también la teoría del enlace de valencia.

π Diagrama MO para iones nitrato.

Colaboradores y Atribuciones

Emily V Eames (City College of San Francisco)