Page 479 - Quimica - Undécima Edición

10.7 Confi guraciones de orbitales moleculares 449

1. El número de orbitales moleculares que se forman siempre es igual al número de
orbitales atómicos que se combinan.
2. Cuanto más estable es el orbital molecular de enlace, menos estable será el orbital
molecular de antienlace correspondiente.
3. El llenado de los orbitales moleculares procede de menor a mayor energía. En una
molécula estable el número de electrones en los orbitales moleculares de enlace siem-
pre es mayor que el de los orbitales moleculares de antienlace, porque los electrones
se acomodan primero en los orbitales moleculares de enlace que tienen menor energía.
4. Al igual que un orbital atómico, cada orbital molecular puede aceptar dos electrones
con espín opuesto, de acuerdo con el principio de exclusión de Pauli .
5. Cuando se agregan electrones a orbitales moleculares de la misma energía, la regla
de Hund predice la distribución más estable, es decir, los electrones ocupan estos
orbitales moleculares con espines paralelos.
6. El número de electrones en los orbitales moleculares es igual a la suma de todos los
electrones de los átomos que se enlazan.

Las moléculas de hidrógeno y de helio
Más adelante en esta sección estudiaremos moléculas formadas por átomos de elementos
del segundo periodo. Antes de ello es conveniente predecir las estabilidades relativas de
1
1
las especies sencillas H 2 , H 2 , He 2 y He 2 mediante el diagrama de niveles de energía que
w
se muestra en la fi gura 10.25. Los orbitales s 1s y s 1s pueden acomodar un máximo de
1
cuatro electrones. El número total de electrones aumenta desde uno para el H 2 hasta
cuatro para el He 2 . El principio de exclusión de Pauli establece que cada orbital molecu-
lar puede acomodar un máximo de dos electrones con espines opuestos. En estos casos
sólo consideraremos las confi guraciones electrónicas en el estado fundamental.
Para comparar las estabilidades de estas especies determinamos su orden de enlace ,
que se defi ne como

1 número de electrones número de electrones
orden de enlace 5 a 2 b (10.2)
2 en OM de enlace en OM de antienlace

El orden de enlace indica la fuerza de un enlace. Por ejemplo, si hay dos electrones en el La medición cuantitativa de la fuerza
orbital molecular de enlace y ninguno en el orbital molecular de antienlace, el orden de de un enlace es la entalpía de enlace
(sección 9.10).
enlace es de uno, lo que signifi ca que hay un enlace covalente y que la molécula es esta-
ble. Observe que el orden de enlace puede tener un valor fraccionario, y que un orden de
enlace de cero (o un valor negativo) signifi ca que el enlace no tiene estabilidad y la mo-
lécula no puede existir. El orden de enlace sólo se utiliza cualitativamente con propósitos
de comparación. Por ejemplo, un orbital molecular sigma de enlace con dos electrones y
un orbital molecular pi de enlace con dos electrones tienen, cada uno, un orden de enlace
de uno, a pesar de que estos dos enlaces difi eren en fuerza de enlace (y en distancia de
enlace) debido a las diferencias en la magnitud del traslapo de los orbitales atómicos.

★
★
σ 1s σ ★ σ 1s σ ★ Figura 10.25 Niveles de
1s
1s
energía de orbitales moleculares
1
de enlace y antienlace en H 2 , H 2 ,
1
He 2 y He 2 . En todas estas
Energía especies, los orbitales están
formados por la interacción de
dos orbitales 1s.
σ 1s σ 1s σ 1s σ 1s
+ +
H 2 H 2 He 2 He 2