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450 CAPÍTULO 10 Enlace químico II: Geometría molecular e hibridación de orbitales atómicos

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Ahora ya podemos hacer predicciones con respecto de la estabilidad de H 2 , H 2 , He 2
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y He 2 (vea la fi gura 10.25). El ion molecular H 2 tiene sólo un electrón en el orbital s 1s .
Debido a que un enlace covalente consta de dos electrones en un orbital molecular de
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enlace, el H 2 tiene sólo la mitad de un enlace, o un orden de enlace de . Así, predecimos
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que la molécula de H 2 puede ser una especie estable. La confi guración electrónica del H 2
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El superíndice en (s 1s ) indica que hay se escribe como (s 1s ) .
un electrón en el orbital molecular
sigma de enlace. La molécula de H 2 tiene dos electrones, ambos localizados en el orbital s 1s . De
acuerdo con el esquema propuesto, dos electrones equivalen a un enlace completo; como
consecuencia, la molécula de H 2 tiene un orden de enlace de uno, o un enlace covalente
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completo. La confi guración electrónica del H 2 se escribe como (s 1s ) .
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Para el ion molecular He 2 se colocan los primeros dos electrones en el orbital mole-

cular s 1s y el tercer electrón en el orbital s 1s . Debido a que el orbital molecular de anti-
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enlace está desestabilizado, esperamos que He 2 sea menos estable que H 2 . En términos

generales, la inestabilidad debida al electrón del orbital s 1s se cancela por la estabilidad
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de uno de los electrones s 1s . El orden de enlace es (2 2 1) 5 y la estabilidad global
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de He 2 es semejante a la de la molécula de H 2 . La confi guración electrónica de He 2 es
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(s 1s ) (s 1s ) .

En He 2 hay dos electrones en el orbital s 1s y dos en el orbital s 1s , de forma que la
molécula tendrá un orden de enlace de cero y no tendrá estabilidad. La confi guración
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electrónica de He 2 será (s 1s ) (s 1s ) .
En resumen, podemos acomodar estos ejemplos en orden decreciente de estabilidad:
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H 2 . H 2 , He 2 . He 2
Sabemos que la molécula de hidrógeno es una especie estable. Este sencillo método de
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orbitales moleculares predice que H 2 y He 2 también tienen cierta estabilidad, ya que
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ambos tienen un orden de enlace de . Su existencia se ha confi rmado en forma experi-
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mental. Se concluye que H 2 es ligeramente más estable que He 2 , debido a que hay sólo
un electrón en el ion molecular de hidrógeno y, en consecuencia, no hay repulsión electrón-
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electrón. Más aún, H 2 también tiene menor repulsión nuclear que He 2 . Predijimos que
He 2 no tendría estabilidad, pero en 1993 se demostró su existencia. La “molécula” es muy
inestable y tiene sólo una existencia transitoria bajo condiciones creadas de forma especial.
Revisión de conceptos
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Estime la entalpía de enlace (kJ/mol) del ion H 2 .
Moléculas diatómicas homonucleares de elementos
del segundo periodo
A continuación estudiaremos la confi guración electrónica del estado fundamental de las
moléculas formadas por elementos del segundo periodo. Sólo consideraremos el caso más
sencillo, el de las moléculas diatómicas homonucleares, o moléculas diatómicas formadas
por átomos del mismo elemento.
En la fi gura 10.26 se muestra el diagrama de niveles de energía de los orbitales mo-
leculares para el primer miembro del segundo periodo, el Li 2 . Estos orbitales moleculares
se forman a partir del traslapo de los orbitales 1s y 2s. Utilizaremos este diagrama para
todas las moléculas diatómicas , como veremos a continuación.
La situación es más compleja cuando en los enlaces también participan los orbitales
p. Dos orbitales p pueden formar tanto un enlace sigma como un enlace pi. Puesto que
hay tres orbitales p para cada átomo de un elemento del segundo periodo, reconocemos
que a partir de una interacción constructiva se generarán un orbital molecular sigma y
dos orbitales moleculares pi. El orbital molecular sigma se forma mediante el traslapo de