TEM A 5 :
Te or ía de En la ce Va le n cia
Tema 5.- Teoría de Enlace Valencia.
1. Introducción
2. Aspectos generales de la TEV.
3. Solapamiento de orbitales atómicos. Enlaces σ y π
4. Orbitales atómicos híbridos
5. Orbitales atómicos híbridos y teoría de VSEPR
6. Enlaces covalentes múltiples
7. Energía de los orbitales híbridos
8. Condiciones para que ocurra la hibridación
9. Regla de Bent
Qu ím ica Ge n e r a l y An a lít ica . Grado en Farmacia
Grupo 5: Lunes y Martes 15-16 h. Aula 0.3
Rosa Pe r e ñ ígu e z
TEM A 5 :
Te or ía de En la ce Va le n cia
Objetivos
1. Conocer las bases de la Teoría de Enlace Valencia (TEV) y el concepto de
Orbitales Atómicos Híbridos
2. Justificar la aproximación del empleo de Orbitales Atómicos Híbridos para el
átomo central de una especie poliatómica discreta en relación con su geometría y
energía de enlace
3. Conocer y saber aplicar los diferentes tipos de Orbitales Atómicos Híbridos
4. Describir y representar el enlace en una molécula de acuerdo a la TEV.
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 2
, Introducción al enlace químico
Naturaleza del enlace: iónico, covalente (normal o coordinado) y metálico
Estructuras de Lewis.
Geometría molecular: RPECV o VSEPR.
Orden, distancia y energías de enlace. Resonancia.
Enlaces polares y no polares.
Tratamiento mecano-cuántico del enlace:
Teoría Enlace Valencia Teoría Orbitales Moleculares
(TEV) (TOM)
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 3
1. Introducción
Teoría de Lewis: fácil y rápida. Información sobre la distribución de los electrones para
formar enlaces.
Teoría RPECV: Información sobre la geometría molecular (forma de las moléculas).
Teoría de Lewis y el modelo RPECV: información muy válida sobre la distribución de los electrones
para formar enlaces y la geometría molecular. NO permiten obtener ninguna información
cuantitativa.
Modelos capaces de predecir valores para las distancias y las energías de enlace: modelos basados en
la mecánica cuántica Ecuación de Schrödinger
La ecuación de Schrödinger sólo se resuelve de forma exacta para átomos monoelectrónicos.
En las moléculas, al igual que en los átomos polielectrónicos, hay que recurrir a aproximaciones
para conocer los orbitales y sus energías.
Hay dos teorías que hacen este tipo de aproximaciones: TEV y TOM
La Teoría del Enlace Valencia (TEV): considera una función de ondas multielectrónica.
Solapamiento de orbitales que pertenecen a cada átomo. (TEMA 5)
La Teoría de Orbitales Moleculares (TOM): considera una función de ondas monoelectrónica.
Orbitales que pertenecen a la molécula.
Son teorías complementarias.
TEV: determinación de la geometría molecular o la energía de disociación.
TOM: explicación de propiedades espectroscópicas.
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 4
, 2. Aspectos generales de la TEV
La TEV fue la primera teoría basada en la mecánica cuántica que se desarrolló para explicar el enlace en
moléculas (covalentes). 1927 Heitler y London propusieron un tratamiento mecanocuántico para la
molécula de hidrógeno, posteriormente desarrollado por Pauling y Slater.
Ideas principales Función de onda multielectrónica
1. Dos átomos de hidrógeno que se encuentran muy separados entre sí (no hay interacciones posibles
entre ellos): La función de onda que describe el sistema será igual al producto de las funciones de onda
que describen a cada átomo (A y B) por separado. Ψ=ΨA(1)·ΨB(2)
2. Mejora 1: suponer que los electrones (1 y 2) no pueden ser asignados de manera exclusiva a los
núcleos A y B. Cuando los núcleos se aproximan hasta la distancia de equilibrio, no es posible distinguir si
el electrón 1 está ligado al átomo A o al átomo B, y lo mismo sucedería con el electrón 2.
Función de onda para la aproximación de intercambio Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) + ΨA(2) · ΨB(1)
3. Mejora 2: carga nuclear efectiva. Cada electrón apantalla al otro en cierto grado, por lo que el empleo
de la carga nuclear efectiva puede mejorar el cálculo. Ψ incluye a Zef
4. Mejora 3: En algún momento los dos electrones pueden pertenecer a un único núcleo atómico (A o B)
simultáneamente. Sería la contribución iónica del enlace. En esta situación, la función de onda sería:
Ψ = ψA(1) · ψB(2) + ψA(2) · ψB(1) + λ·ψA(1)·ψA(2) + λ·ψB(2)·ψB(1)
λ<1
contribución covalente contribución iónica
Ψ Representa el enlace A-B Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 5
2. Aspectos generales de la TEV
Energías y distancias de equilibrio para las funciones de onda de la Teoría de Enlace Valencia (H2)
Mejora 1
Mejora 2
Mejora 3
Ideas principales Función de onda multielectrónica
1. Aproximación orbital. Ψ=ΨA(1)·ΨB(2)
2. Mejora 1: Función de onda para la aproximación de intercambio. Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) + ΨA(2) · ΨB(1)
3. Mejora 2: Incluye la carga nuclear efectiva. Ψ incluye a Zef
4. Mejora 3: Contribución iónica del enlace.
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 6
Te or ía de En la ce Va le n cia
Tema 5.- Teoría de Enlace Valencia.
1. Introducción
2. Aspectos generales de la TEV.
3. Solapamiento de orbitales atómicos. Enlaces σ y π
4. Orbitales atómicos híbridos
5. Orbitales atómicos híbridos y teoría de VSEPR
6. Enlaces covalentes múltiples
7. Energía de los orbitales híbridos
8. Condiciones para que ocurra la hibridación
9. Regla de Bent
Qu ím ica Ge n e r a l y An a lít ica . Grado en Farmacia
Grupo 5: Lunes y Martes 15-16 h. Aula 0.3
Rosa Pe r e ñ ígu e z
TEM A 5 :
Te or ía de En la ce Va le n cia
Objetivos
1. Conocer las bases de la Teoría de Enlace Valencia (TEV) y el concepto de
Orbitales Atómicos Híbridos
2. Justificar la aproximación del empleo de Orbitales Atómicos Híbridos para el
átomo central de una especie poliatómica discreta en relación con su geometría y
energía de enlace
3. Conocer y saber aplicar los diferentes tipos de Orbitales Atómicos Híbridos
4. Describir y representar el enlace en una molécula de acuerdo a la TEV.
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 2
, Introducción al enlace químico
Naturaleza del enlace: iónico, covalente (normal o coordinado) y metálico
Estructuras de Lewis.
Geometría molecular: RPECV o VSEPR.
Orden, distancia y energías de enlace. Resonancia.
Enlaces polares y no polares.
Tratamiento mecano-cuántico del enlace:
Teoría Enlace Valencia Teoría Orbitales Moleculares
(TEV) (TOM)
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 3
1. Introducción
Teoría de Lewis: fácil y rápida. Información sobre la distribución de los electrones para
formar enlaces.
Teoría RPECV: Información sobre la geometría molecular (forma de las moléculas).
Teoría de Lewis y el modelo RPECV: información muy válida sobre la distribución de los electrones
para formar enlaces y la geometría molecular. NO permiten obtener ninguna información
cuantitativa.
Modelos capaces de predecir valores para las distancias y las energías de enlace: modelos basados en
la mecánica cuántica Ecuación de Schrödinger
La ecuación de Schrödinger sólo se resuelve de forma exacta para átomos monoelectrónicos.
En las moléculas, al igual que en los átomos polielectrónicos, hay que recurrir a aproximaciones
para conocer los orbitales y sus energías.
Hay dos teorías que hacen este tipo de aproximaciones: TEV y TOM
La Teoría del Enlace Valencia (TEV): considera una función de ondas multielectrónica.
Solapamiento de orbitales que pertenecen a cada átomo. (TEMA 5)
La Teoría de Orbitales Moleculares (TOM): considera una función de ondas monoelectrónica.
Orbitales que pertenecen a la molécula.
Son teorías complementarias.
TEV: determinación de la geometría molecular o la energía de disociación.
TOM: explicación de propiedades espectroscópicas.
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 4
, 2. Aspectos generales de la TEV
La TEV fue la primera teoría basada en la mecánica cuántica que se desarrolló para explicar el enlace en
moléculas (covalentes). 1927 Heitler y London propusieron un tratamiento mecanocuántico para la
molécula de hidrógeno, posteriormente desarrollado por Pauling y Slater.
Ideas principales Función de onda multielectrónica
1. Dos átomos de hidrógeno que se encuentran muy separados entre sí (no hay interacciones posibles
entre ellos): La función de onda que describe el sistema será igual al producto de las funciones de onda
que describen a cada átomo (A y B) por separado. Ψ=ΨA(1)·ΨB(2)
2. Mejora 1: suponer que los electrones (1 y 2) no pueden ser asignados de manera exclusiva a los
núcleos A y B. Cuando los núcleos se aproximan hasta la distancia de equilibrio, no es posible distinguir si
el electrón 1 está ligado al átomo A o al átomo B, y lo mismo sucedería con el electrón 2.
Función de onda para la aproximación de intercambio Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) + ΨA(2) · ΨB(1)
3. Mejora 2: carga nuclear efectiva. Cada electrón apantalla al otro en cierto grado, por lo que el empleo
de la carga nuclear efectiva puede mejorar el cálculo. Ψ incluye a Zef
4. Mejora 3: En algún momento los dos electrones pueden pertenecer a un único núcleo atómico (A o B)
simultáneamente. Sería la contribución iónica del enlace. En esta situación, la función de onda sería:
Ψ = ψA(1) · ψB(2) + ψA(2) · ψB(1) + λ·ψA(1)·ψA(2) + λ·ψB(2)·ψB(1)
λ<1
contribución covalente contribución iónica
Ψ Representa el enlace A-B Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 5
2. Aspectos generales de la TEV
Energías y distancias de equilibrio para las funciones de onda de la Teoría de Enlace Valencia (H2)
Mejora 1
Mejora 2
Mejora 3
Ideas principales Función de onda multielectrónica
1. Aproximación orbital. Ψ=ΨA(1)·ΨB(2)
2. Mejora 1: Función de onda para la aproximación de intercambio. Ψ = ΨA(1) · ΨB(2) + ΨA(2) · ΨB(1)
3. Mejora 2: Incluye la carga nuclear efectiva. Ψ incluye a Zef
4. Mejora 3: Contribución iónica del enlace.
Tema 5: Teoría de Enlace Valencia 6
