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Tema de bioestadística de la segunda semana
Tipo: Apuntes
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¡Hola! Hoy hablaremos sobre la formación de orbitales moleculares a partir de orbitales atómicos e híbridos y las cadenas carbónicas. A medida que avancemos, iremos conociendo más sobre este tema. ¿Comenzamos?
Según la teoría del orbital molecular (OM), cuando los orbitales atómicos se enlazan, se solapan o se superponen dando lugar a una serie de orbitales extendidos a toda la molécula (orbitales moleculares). El proceso de solapamiento, por tanto, no solo afecta a la capa de valencia sino a todas las capas de los átomos enlazados. ¿Que son los orbitales moleculares? Los orbitales moleculares son funciones matemáticas que definen el comportamiento ondulatorio de los electrones dentro de las moléculas, siempre desde el punto de vista de la química cuántica. Las funciones matemáticas se usan para hallar las propiedades fisicoquímicas, como la probabilidad de encontrar al electrón en un espacio determinado. ¿De qué están formados los orbitales moleculares? Los orbitales moleculares, están formados generalmente por un conjunto lineal de orbitales atómicos en cada átomo de una molécula. Dependiendo de que el solapamiento o traslape se produzca frontal o lateralmente, se formarán orbitales moleculares de tipo sigma (σ) o pi (π). Cada pareja de orbitales
atómicos que se solapa forma una pareja de orbitales moleculares, uno enlazante y otro antienlazante, que pueden contener hasta dos electrones con espines opuestos. ¿Cuáles son los tipos de orbitales? Los tipos de orbitales son: Orbitales σ enlazantes: son los orbitales atómicos s y p, que se combinan entre sí de todas las maneras posibles (s-s, p-p, s-p, p-s). Poseen enlaces sencillos, y una geometría cilíndrica en torno al eje del enlace. Orbitales π enlazantes: son aquellos que coordinan los orbitales atómicos p, perpendiculares al eje. Poseen electrones muy deslocalizados que interaccionan con gran facilidad. Orbitales σ antienlazantes:* son orbitales de mayor energía que en los orbitales enlazantes. Orbitales π antienlazantes:* son orbitales π de gran energía. ¿Qué hace que un orbital sea enlazante o antienlazante? Cuando los orbitales atómicos se combinan en fase, se forman los orbitales moleculares enlazantes. Esto es porque las energías de los átomos son reducidas a través de la superposición de los orbitales atómicos. Como podemos ver en cada ejemplo de la figura 1, los orbitales moleculares se superponen para formar enlaces sigma. Es importante reconocer que, por cada enlace enlazante, siempre se forma un enlace antienlazante. Ahora, los electrones siempre prefieren ocupar el orbital enlazante ya que este tiene menos energía. En la figura 2 podemos ver que, cuando dos átomos de hidrógeno se combinan, ambos electrones ocupan el orbital enlazante (totalmente esférico) y no el orbital antienlazante que tiene más energía y un nudo donde la probabilidad de encontrar electrones es nula.
¿Cómo se forman los ENLACES σ y ENLACES π? Comencemos con los enlaces sigma (σ) Los enlaces sigma se forman entre dos átomos de un compuesto covalente, debido a la superposición directa o frontal de los orbitales; es más fuerte y determina la geometría de la
OrbitalesatH ómicosde Orbitales molecularesde H 2
𝐀 ⇀1s
⇀
1s^ ⇀^ 1s⇀
𝐀 (^) 1s*
OrbitalesatHómicosde
Fuente: Chang, R.; Goldsby, K. (2013).
Te muestro los enlaces pi con este ejemplo:
En el compuesto se tienen los siguientes enlaces: s – sp = 1 sp – sp = 1 sp – sp^2 = 1 sp^2 – sp^2 = 1 sp^2 – sp^3 = 1 s – sp3 = 2 s – sp2 = 2 p – p = 3
Debemos tener en cuenta estos puntos
s
s
s
s
s
sp^3
sp^2
sp^2
sp sp
Fijémonos en el análisis de enlaces en el benceno:
s – sp^2 = 6 sp^2 – sp^2 = 6 p – p = 3 Total = 15, de los cuales 12 son σ y 3 son π.
Y si el análisis es en el 2-fluorpropanamida: s – sp^3 = 6 p – sp^3 = 1 sp^3 – sp^3 = 1 sp^3 – sp^2 = 2 sp^2 – sp^2 = 1 p – p = 1 Total = 12 enlaces
Aplica lo que aprendiste realizando los ejercicios propuestos 1- Completa correctamente las siguientes proposiciones a- Los orbitales moleculares son …………………………………………………………. b- Los orbitales σ enlazantes son…………………………………………………………. c- Los orbitales π enlazantes son ………………………………………………………… d- Los orbitales híbridos sp^3 se presentan tanto en el carbono…………………………
2- En cada uno de los siguientes compuestos indica la cantidad de enlaces que contiene y los tipos de enlaces a-
b-
c-
11 enlaces σ 1 enlace π