Informe hyperchem uba..

Informe trabajo practico Nº2

Estructura de átomos y moléculas

Parte computacional

Objetivos: calcular energías de ionización de átomos e iones, calcular energías de unión de moléculas comparando las energías con las tabuladas, analizar los OM y sus geometrías. Adquirir conocimiento sobre las estructuras atómicas y moleculares utilizando Hyperchem.

Átomos.

Energías de ionización

Método utilizado: ab initio

Base: principios teóricos

Fuente bibliográfica: http://campus.exactas.uba.ar/mod/resource/view.php?id=31156 (expresadas en Kcal/mol)

Análisis de la tendencia observada:

La energía de ionización (energía necesaria para extraer un electrón de un átomo)  aumenta de izquierda a derecha en la tabla, es decir, que aumenta al avanzar dentro de un periodo.

La energía de ionización del Litio es muy baja, y esto se debe a que cuando pierde un electrón, adquiere la configuración electrónica del gas noble anterior (Helio). El resultado de energía es razonable, ya que sabemos que este último grupo de elementos se caracteriza por la estabilidad de los átomos que lo conforman. Si continuamos con el Berilio, podemos ver claramente como la energía de ionización aumenta. Sin embargo, cuando observamos la energía de ionización del Boro, podemos ver que se produce la primera excepción a la tendencia: la energía de ionización disminuye. Esto se debe a que la configuración electrónica del Berilio es  - , y la del Boro es  - -   Así, podemos deducir que quitarle un electrón al Boro requiere de menor energía ya que tiene un solo electrón en el orbital “p”, mientras que el Berilio tiene el orbital “s” lleno. Las configuraciones electrónicas llenas y semi llenas son más estables y pierden electrones con mayor dificultad. Si continuamos analizando las energías obtenidas, podemos ver que luego se sigue con la tendencia de aumento, viendo que tanto el Carbono como el Nitrógeno tienen una mayor energía de ionización. Pero al llegar al Oxigeno nos encontramos con la segunda irregularidad (teniendo en cuenta los resultados de las energías tabuladas que por algún motivo que desconocemos difiere demasiado con la calculada en clase). Esto se puede explicar si tenemos en cuenta su configuración electrónica:[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

LA C.E del Nitrógeno es  - - , mientras que la del Oxígeno es  - -   Los últimos 3 electrones del Nitrógeno se encuentran paralelos en orbitales “p” diferentes, formando así una capa semi-llena. En cambio, el Oxígeno posee un electrón más, por lo que está apareado con uno de los electrones en el orbital “p”. La proximidad entre estos dos electrones en el mismo orbital produce cierta repulsión, por lo que evita que el átomo se encuentre estable. Esta situación provoca que el átomo quiera librarse de este electrón, facilitando asó su ionización.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

Finalmente, al pasar al Flúo (nuevamente considerando los resultados de las energías tabuladas que por algún motivo que desconocemos difiere demasiado con la calculada en clase) podemos ver que la energía de ionización aumenta.

Existe una diferencia entre los valores tabulados y los calculados que puede deberse al error que arrastra Hyperchem al hacer los cálculos de energías, error que a su vez arrastramos nosotros al calcular la energía de ionización como la resta entre la energía del valor de atomo y del ion (EIm: Em+ - Em) que si bien esta hecho computacionalmente no implica que sea igual al valor experimental.

Moleculas.

Energías de unión. 

Método de optimización utilizado: semiempirical

Tabla 1

Fuente bibliográfica: Lide, David R.; “Handbook of Chemistry And Physics”, 78th Edition (expresadas en kcal/mol)

Tabla 2

Fuente bibliográfica:  * http://quimifat.galeon.com/quimica/teoria/energFormEnlace.pdf

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