8: Teorías Avanzadas del Enlace Covalente
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We have examined the basic ideas of bonding, showing that atoms share electrons to form molecules with stable Lewis structures and that we can predict the shapes of those molecules by valence shell electron pair repulsion (VSEPR) theory. These ideas provide an important starting point for understanding chemical bonding. But these models sometimes fall short in their abilities to predict the behavior of real substances. How can we reconcile the geometries of s, p, and d atomic orbitals with molecular shapes that show angles like 120° and 109.5°? Furthermore, we know that electrons and magnetic behavior are related through electromagnetic fields.
- 8.0: Preludio a la unión covalente
- Sin embargo, el oxígeno demuestra un comportamiento magnético muy diferente al del nitrógeno. Podemos verter nitrógeno líquido a través de un campo magnético sin interacciones visibles, mientras que el oxígeno líquido es atraído por el imán y flota en el campo magnético. Necesitamos comprender los conceptos adicionales de teoría de enlaces de valencia, hibridación orbital y teoría orbital molecular para comprender estas observaciones.
- 8.1: Teoría de los Vínculos de Valencia
- La teoría del enlace de valencia describe la unión como consecuencia de la superposición de dos orbitales atómicos separados en diferentes átomos que crea una región con un par de electrones compartidos entre los dos átomos. Cuando los orbitales se superponen a lo largo de un eje que contiene los núcleos, forman un enlace σ. Cuando se superponen de una manera que crea un nodo a lo largo de este eje, forman un enlace π.
- 8.2: Orbitales Atómicos Híbridos
- Podemos usar orbitales híbridos, que son combinaciones matemáticas de algunos o todos los orbitales atómicos de valencia, para describir la densidad de electrones alrededor de átomos unidos covalentemente. Estos orbitales híbridos forman enlaces sigma (σ) dirigidos hacia otros átomos de la molécula o contienen pares solitarios de electrones. Podemos determinar el tipo de hibridación alrededor de un átomo central a partir de la geometría de las regiones de densidad electrónica que lo rodean.
- 8.3: Bonos Múltiples
- Los enlaces múltiples consisten en un enlace σ ubicado a lo largo del eje entre dos átomos y uno o dos enlaces π. Los enlaces σ suelen estar formados por la superposición de orbitales atómicos hibridados, mientras que los enlaces π están formados por el solapamiento lado a lado de orbitales no hibridados. La resonancia ocurre cuando hay múltiples orbitales no hibridados con la alineación apropiada para superponerse, por lo que la colocación de los enlaces π puede variar.
- 8.4: Teoría Orbital Molecular
- La teoría orbital molecular (MO) describe el comportamiento de los electrones en una molécula en términos de combinaciones de las funciones de onda atómica. Los orbitales moleculares resultantes pueden extenderse sobre todos los átomos de la molécula. Los orbitales moleculares de unión están formados por combinaciones en fase de funciones de ondas atómicas, y los electrones en estos orbitales estabilizan una molécula. Los orbitales moleculares antiadherentes resultan de combinaciones desfasadas y los electrones en estos orbitales hacen que una molécula sea menos estable.
- 8.E: Teorías Avanzadas del Enlace Covalente (Ejercicios)
- Estos son ejercicios de tarea para acompañar el Textmap creado para “Química” por OpenStax. Los bancos de preguntas complementarios de Química General se pueden encontrar para otros Textmaps y se puede acceder aquí. Además de estas preguntas disponibles públicamente, el acceso al banco privado de problemas para su uso en exámenes y tareas está disponible para los profesores solo de manera individual; comuníquese con Delmar Larsen para obtener una cuenta con permiso de acceso.