Page 475 - Quimica - Undécima Edición

10.6 Teoría de orbitales moleculares 445

Figura 10.20 Enlaces en la
H π molécula de formaldehído. Se
σ •• forma un enlace sigma mediante el
2
traslapo de un orbital híbrido sp
C σ O del carbono y de un orbital híbrido
2
sp del oxígeno; se forma un
σ π enlace pi a partir del traslapo de
H •• los orbitales 2p z de los átomos de
carbono y oxígeno. Los dos pares
libres del oxígeno se colocan en
2
los otros dos orbitales sp del
oxígeno.
2
El carbono tiene un electrón en cada uno de sus tres orbitales sp , los cuales se utilizan para
formar enlaces sigma con los átomos de H y el átomo de O. También hay un electrón en el
orbital 2p z , el cual forma un enlace pi con el oxígeno. El oxígeno tiene dos electrones en dos
2
de sus orbitales híbridos sp . Éstos son los pares libres del oxígeno. Su tercer orbital híbrido
2
sp , con un electrón, se utiliza para formar un enlace sigma con el carbono. El orbital 2p z
(con un electrón) se traslapa con el orbital 2p z del C para formar un enlace pi (fi gura 10.20). Problemas similares: 10.36, 10.37,
10.39.
Ejercicio de práctica Describa los enlaces en la molécula de cianuro de hidrógeno, HCN.
Suponga que el N tiene hibridación sp.

Revisión de conceptos
¿Cuál de los siguientes pares de orbitales atómicos en los núcleos adyacentes pueden
traslaparse para formar un enlace sigma?, ¿y un enlace pi? ¿Cuál no puede traslaparse (no
enlazarse)? Considere que el eje x es el eje internuclear. a) 1s y 2s, b) 1s y 2p x , c) 2p y y
2p y , d) 3p y y 3p z , e) 2p x y 3p x .

10.6 Teoría de orbitales moleculares

La teoría de enlace-valencia es una de las dos propuestas de la mecánica cuántica para
explicar los enlaces en las moléculas. Explica, al menos cualitativamente, la estabilidad
del enlace covalente en términos del traslapo de orbitales atómicos. Utilizando el concep-
to de “hibridación”, la teoría de enlace-valencia puede explicar la geometría molecular
predicha por el modelo RPECV. Sin embargo, la suposición de que los electrones en una
molécula ocupan orbitales atómicos de los átomos individuales, es sólo una aproximación,
ya que cada electrón enlazante en una molécula debe estar en un orbital característico de
la molécula como un todo.
En algunos casos la teoría de enlace-valencia no explica satisfactoriamente algunas
de las propiedades observadas de las moléculas. Considere la molécula del oxígeno, cuya
estructura de Lewis es

O O
OPO
Q Q
De acuerdo con esta descripción, todos los electrones en el O 2 están apareados y la mo-
lécula debería ser diamagnética. Los experimentos han demostrado que la molécula de
oxígeno es paramagnética, con dos electrones desapareados (fi gura 10.21). Este hallazgo
sugiere una defi ciencia fundamental en la teoría de enlace-valencia, lo que justifi ca la
búsqueda de una propuesta alternativa que explique las propiedades del O 2 y de otras Figura 10.21 El oxígeno
moléculas que no justifi ca la teoría de enlace-valencia. líquido queda atrapado entre los
polos de un imán, debido a que
En ocasiones, el magnetismo, así como otras propiedades de las moléculas, se expli-
las moléculas de O 2 son
can mejor mediante otra propuesta de la mecánica cuántica llamada teoría de orbitales paramagnéticas, con dos espines
moleculares (OM). La teoría de orbitales moleculares describe los enlaces covalentes en paralelos.