LOS ORBITALES MOLECULARES

LOS ORBITALES MOLECULARES EN EL ENLACE QUÍMICO

En la teoría del orbital molecular se postula lo siguiente:

“la combinación de orbitales atómicos de átomos distintos forma orbitales moleculares (OM) de manera que los electrones que participan en ellos pertenecen a la molécula considerada como un todo”.

La teoría del enlace de valencia y la del orbital molecular tienen puntos fuertes y débiles que son complementarios; constituyen descripciones alternas del enlace químico. La teoría del orbital molecular da una mejor descripción de la distribución de la nube electrónica, de las energías de enlace y las propiedades magnéticas.

Orbitales moleculares

Recordemos que cada solución de la ecuación de Schrödinger llamada función de onda, representa un orbital atómico. Los diagramas matemáticos de orbitales híbridos en la teoría del enlace de valencia pueden generarse combinando las funciones de onda que describen a dos o más orbitales atómicos en un solo átomo. De manera similar al combinar funciones de onda que describen orbitales atómicos en átomos distintos se generan descripciones matemáticas de orbitales moleculares.

Las ondas de electrones que describen los orbitales atómicos tienen fases o amplitudes positivas (ascendentes) y negativas (descendentes). Al combinarse las ondas pueden interactuar de manera constructiva o destructiva.

De manera similar, cuando dos orbitales atómicos se sobreponen pueden encontrarse en la misma fase (sumados) o fuera de fase (restados). Cuando se sobreponen en fase, existe interferencia constructiva en la región entre los núcleos y se produce un orbital de enlace. La energía del orbital de enlace siempre es inferior (es más estable) que las energías de los orbitales que se combinan. Cuando se superponen fuera de fase, la interferencia destructiva destruye la posibilidad de encontrar electrones en la región entre los núcleos, esto da a lugar a un orbital antienlace que tiene mayor energía (es menos estable) que los orbitales atómicos originales. La superposición de dos orbitales atómicos siempre produce dos orbitales moleculares –uno de enlace y otro de antienlace.

Este principio fundamental se puede ilustrar considerando la combinación de los orbitales atómicos 1s de dos átomos distintos. Cuando estos orbitales están ocupados por electrones, sus formas son en realidad gráficas de densidad electrónica. Estas gráficas muestran en qué región de la molécula hay mayor posibilidad de encontrar los electrones.

En el orbital de enlace, los dos orbitales 1s se refuerzan en la región que se encuentra entre los dos núcleos por la superposición o adición de las ondas electrónicas. En el orbital de antienlace se cancelan uno a otro en esta región por la superposición fuera de fase, o la sustracción de las ondas electrónicas.

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