Introducción a teoría del orbital molecular (TOM)

Summary

Este video introduce la teoría del orbital molecular de una manera simple y visual. Explica cómo los orbitales atómicos, al combinarse en moléculas, pueden interactuar constructiva o destructivamente, similar a las ondas del océano. Al combinarse en fase, se forma un orbital molecular enlazante, mientras que al combinarse fuera de fase, se crea un orbital antienlazante. El video utiliza el ejemplo del hidrógeno para ilustrar estos conceptos, destacando cómo los orbitales atómicos se combinan para formar enlaces covalentes y cómo se determina la energía de los orbitales moleculares. Este es solo un inicio para problemas más complejos en química orgánica.

Takeaways

• 😀 Los electrones pueden ser entendidos tanto como partículas como ondas, y esta dualidad es clave en la teoría del orbital molecular.
• 😀 Los orbitales atómicos se combinan al formar moléculas, lo que da lugar a orbitales moleculares, de manera similar a la superposición de ondas en el agua.
• 😀 Un traslape constructivo de ondas ocurre cuando las fases coinciden, lo que genera una onda más grande y un orbital molecular enlazante.
• 😀 Un traslape destructivo de ondas ocurre cuando las fases son opuestas, resultando en la cancelación de las ondas y la creación de un orbital molecular antienlazante.
• 😀 En la combinación de orbitales atómicos, el traslape constructivo da lugar a un enlace covalente, mientras que el traslape destructivo no genera enlace.
• 😀 Al combinar orbitales atómicos de hidrógeno, obtenemos un orbital molecular enlazante y uno antienlazante, según si están en fase o fuera de fase.
• 😀 Un orbital molecular enlazante tiene menor energía y favorece el enlace entre los átomos, mientras que un orbital antienlazante tiene mayor energía y no forma enlace.
• 😀 El orbital molecular enlazante se llena primero con electrones, ya que tiene menor energía.
• 😀 Si un electrón en el orbital enlazante obtiene suficiente energía, puede saltar al orbital antienlazante, rompiendo el enlace entre los átomos.
• 😀 Este concepto de orbitales atómicos y moleculares será útil para resolver problemas en química orgánica en el futuro.

Q & A

¿Qué es la teoría del orbital molecular?

La teoría del orbital molecular describe cómo los orbitales atómicos se combinan para formar orbitales moleculares cuando los átomos se combinan para formar moléculas. Involucra conceptos de la física cuántica, pero se puede entender de forma sencilla mediante la combinación de ondas.

¿Cómo se comparan los electrones en la teoría del orbital molecular?

En la teoría del orbital molecular, los electrones se pueden ver tanto como partículas como ondas. En este contexto, se hace énfasis en su comportamiento de ondas al combinar orbitales atómicos para formar orbitales moleculares.

¿Cómo se combinan los orbitales atómicos?

Los orbitales atómicos se combinan de dos formas posibles: en fase o fuera de fase. Cuando se combinan en fase, ocurre un traslape constructivo, mientras que cuando están fuera de fase, se produce un traslape destructivo.

¿Qué ocurre cuando se combinan dos ondas en fase?

Cuando dos ondas están en fase y se combinan, sus vectores se suman, lo que da como resultado una onda más grande. Este es un traslape constructivo.

¿Qué sucede cuando dos ondas están fuera de fase?

Cuando dos ondas están fuera de fase, sus vectores se cancelan entre sí, resultando en un traslape destructivo donde no se produce una onda resultante.

¿Cómo se relaciona la teoría de orbitales moleculares con el hidrógeno?

En el caso del hidrógeno, cuando dos átomos de hidrógeno se combinan, sus orbitales atómicos (que son orbitales s) pueden combinarse en fase o fuera de fase para formar orbitales moleculares enlazantes o antienlazantes, respectivamente.

¿Qué es un orbital molecular enlazante?

Un orbital molecular enlazante es el resultado de la combinación de dos orbitales atómicos en fase. Este orbital tiene una menor energía y se caracteriza por una densidad electrónica entre los núcleos de los átomos, formando un enlace covalente.

¿Qué es un orbital molecular antienlazante?

Un orbital molecular antienlazante se forma cuando los orbitales atómicos se combinan fuera de fase. En este caso, no hay densidad electrónica entre los núcleos de los átomos, lo que implica que no se forma un enlace, y este orbital tiene una energía mayor que el orbital enlazante.

¿Qué ocurre cuando los electrones llenan los orbitales moleculares?

Los electrones llenan primero el orbital molecular de menor energía, es decir, el orbital enlazante. Si se le proporciona suficiente energía a un electrón en un orbital enlazante, podría saltar al orbital antienlazante, lo que podría romper el enlace entre los átomos.

¿Cómo afecta la energía a la estabilidad de una molécula?

La energía juega un papel crucial en la estabilidad de una molécula. Los orbitales enlazantes son de baja energía y favorecen la estabilidad, mientras que los orbitales antienlazantes son de alta energía y pueden debilitar la molécula, haciendo que sea menos estable.