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¿Qué determina la forma de una molécula covalente?

¿Qué determina la forma de una molécula covalente?

En una molécula como el agua o trifosfato de adenosina, los átomos se mantienen unidas por enlaces covalentes. Se forman enlaces covalentes por compartición de electrones. Formando un enlace covalente libera energía, mientras que rompiendo uno toma energía. La forma de una molécula está determinada por las interacciones entre los átomos. Hay varios químicos de diferentes modelos de uso para entender y predecir las formas de las moléculas.

VSEPR

Repulsión del par del electrón de Valence shell o VSEPR, es una manera simple de pensar en las moléculas y es sorprendentemente bueno para predecir la geometría de una molécula. Básicamente, VSEPR dice que los enlaces covalentes se forman pares de electrones, y pares de electrones que no participan en bonos se denominan pares solitarios. Puesto que los electrones repelen, enlaces y pares solitarios están dispuestas alrededor de un átomo de tal manera que estén tan separados como sea posible. En VSEPR, un enlace doble (dos pares de electrones) o un enlace triple (tres pares de electrones) se supone que ejercen la misma cantidad de repulsión como un solo enlace, mientras que un par solitario ejerce un poco más. De acuerdo con VSEPR, entonces, predeciría que el ángulo entre los dos enlaces O-H en agua sería algo menos de 109,5 grados, mientras que todos tres átomos Unidos al carbono en formaldehído será en el mismo plano, con un ángulo de 120 grados entre los bonos.

Teoría del enlace Valencia

A pesar de su sorprendente exactitud, VSEPR tiene sus desventajas. Por ejemplo, no es cuantitativa. Por otra parte, te da una idea de lo que la molécula se parece, pero no nos dice por qué. Teoría del enlace de Valencia (intravaginal) supera estas deficiencias mediante la descripción de las moléculas en términos de la mecánica cuántica. En cirugía, los orbitarios (regiones del espacio alrededor de un átomo que puede ocupar un electrón) de los átomos puede convertirse en forma combinada o híbridas de orbitarios híbridos con formas bien definidas matemáticamente. Un enlace entre los átomos es una región donde se traslapan orbitales. Bonos en que la región del traslapo orbital se encuentra a lo largo del eje internuclear se llaman enlaces sigma, mientras que los bonos en la cual la región del traslapo orbital tiene un plano nodal (espacio no ocupado por electrones) a lo largo del eje internuclear se llaman bonos de π. Un enlace doble está formado por un enlace sigma y un enlace π, mientras que un solo enlace siempre es un enlace sigma sólo. Las formas y orientaciones de hibridación y orbitales unhybridized son lo que determinan la geometría de la molécula en esta teoría.

Teoría Orbital molecular

Cirugía hace un buen trabajo que describe muchas de las propiedades de las moléculas, pero también tiene algunas deficiencias. Para poner un ejemplo, cirugía no puede explicar por qué el oxígeno es paramagnético (atraído débilmente por un imán en presencia de un campo magnético). Teoría de orbital moleculares o MO, supera estos inconvenientes. En teoría del mes, se supone que cuando los átomos forman un enlace, sus orbitales atómicos han combinado a orbitales moleculares de la forma sobre la molécula entera. Una combinación de cualquier número de orbitales atómicos formarán el mismo número de orbitales moleculares. Si un orbital tiene forma de tal que existe una alta probabilidad que se encontrarán sus dos electrones entre los átomos en la molécula y contribuye a mantener unida la molécula se llama una vinculación orbital. Un orbital en el que los electrones no se encontrará entre los átomos (hay un nodo entre los átomos, en otras palabras) contribuye a desestabilizar la molécula y se llama un antibonding orbital. Electrones en un orbital de enlace tienen menor energía que los electrones en un orbitario antibonding.

¿Lo que realmente está sucediendo?

Los estudiantes de química a menudo quieren saber si la teoría orbital molecular o teoría del enlace de Valencia es una forma "más correcta" para describir una molécula. Teoría de la MO es la mejor descripción de la estructura molecular porque supera algunas de las limitaciones de la teoría VB; por otra parte, es más fácil de usar en los cálculos que la teoría VB. Teoría VB y teoría de la MO son diferentes maneras de pensar en lo mismo, sin embargo, y teoría VB es muy útil para la comprensión de la estructura y la reactividad de muchas clases de compuestos orgánicos. En consecuencia, químicos orgánicos utilizan a menudo teoría VB y teoría MO - teoría de MO para cálculos o para la comprensión de sistemas π-conjugados como el benceno y la teoría VB para una comprensión cualitativa de la estructura de las moléculas.