Moléculas H2

OBJETIVO

Analizar los factores que controlan la forma de una molécula desde la

perspectiva de la teoría de orbitales moleculares.

INTRODUCCIÓN

En esta práctica los estudiantes realizarán cálculos de energía total en

moléculas tipo H2Y en función del ángulo de enlace manteniendo constante la

longitud de enlace. Con base en los resultados obtenidos se puede analizar el

impacto de las contribuciones de la energía core-core, la energía electrónica, la

energía total y la energía de los orbitales moleculares ocupados a la forma de la

molécula. Este tipo de ejercicios son pertinentes en la formación química de los

alumnos para que cambien gradualmente la manera de concebir la naturaleza del

enlace químico al pasar del modelo de pares de electrones localizados de la teoría

de enlace valencia al modelo de electrones deslocalizados de la teoría de orbitales

moleculares.

MATERIAL

 Equipo de cómputo con sistema operativo Windows y con el programa

Hyperchem.

METODOLOGÍA

1. Abrimos el programa HyperChem.

2. Enseguida en la parte superior izquierda dar doble clic en “Draw” para

obtener una tabla periódica de elementos electrónica.

3. Escogemos el Oxigeno y colocar un átomo. Después en la misma tabla

seleccionar Hidrogeno y colocar dos átomos cada uno con un enlace al

Oxigeno, dando clic desde el centro del átomo de oxigeno y deslizando

hacia un lado. 4. En la barra de menús dar clic en el menú “Display”, en él dar clic en

“Rendering”, después seleccionar una opción en “Atom Rendering” dando

así una vista más práctica a la molécula.

5. En la barra de menús dar clic en “Setup” y seleccionar “Semi-empirical”, al

aparecer una ventana seleccionar “AM1”.

6. En la barra de menús dar clic en el menú “Compute” y seleccionar

“Geometry Optimization”.

7. Dar clic en el menú “Compute” y seleccionar “Single Point”.

8. Dar clic en el menú “Compute” y seleccionar “Properties”, aparecerá la

ventana Molecule Properties, dar clic en “Details” del primer renglón de

“Total Energy”, tomar nota de la información ahí mostrada.9. En la barra de menús dar clic en el menú “Select”, y seleccionar “Atoms”.

10.En la parte superior izquierda seleccionar el botón “Select”, y dar clic de

átomo de la siguiente forma, hidrogeno-oxigeno-hidrogeno.

11.En la barra de menús dar clic en el menú “Edit” y seleccionar “Set Bond

Angle”, cambiar el ángulo a 5°.

12.Dar clic en el menú “Compute” y seleccionar “Single Point”. Volver a dar clic

en el menú “Compute” y seleccionar “Properties”, aparecerá la ventana

Molecule Properties, dar clic en “Dateils” del primer renglón de “Total

Energy”, tomar nota de la información ahí mostrada.

13.Repetir los pasos 11 y 12 cambiando el valor del ángulo de 5° en 5° hasta

llegar a 180°.

14. Repetir todos los pasos cambiando ahora el atomo de Oxigeno por el atomo

de Azufre.RESULTADOS.-

Ángulo

103.541°

Ángulo ° Energía total (Kcal/mol)

5 -7547.96

10 -7649.64

15 -7727.71

20 -7792.55

25 -7841.88

30 -7880.75

35 -7911.57

40 -7936.22

45 -7956.13

50 -7972.388

55 -7985.81

60 -7997.01

65 -8006.44

70 -8014.41

75 -8021.1

80 -8026.63

85 -8031.07

90 -8034.43

95 -8036.72

100 -8037.96

105 -8038.17

110 -8037.38

115 -8035.65

120 -8033.04

125 -8029.63

130 -8025.51

135 -8020.8

140 -8015.64

145 -8010.2

150 -8004.68

155 -7999.32

160 -7994.38

165 -7990.15

170 -7986.9

175 -7984.85

180 -7984.15 3304.27

3319.77

3316.86

3314.32

3312.1

3310.2

3308.58

3307.24

3306.16

3305.33

3304.74

3304.39

3443.23

3426.05

3323.08

3398.72

3387.57

3377.65

3368.75

3360.71

3353.46

3346.91

3341.02

3335.74

3331.02

3326.81

-11288.42

-11349.4

-11342.37

-11335.12

-11327.74

-11320.4

-11313.26

-11306.56

-11300.54

-11295.48

-11291.64

-11289.24

-11356.12

-11405.16

-11401.98

-11398.75

-11395.38

-11391.78

-11387.89

-11383.63

-11378.98

-11373.91

-11368.4

-11362.46

Energía electronica (Kcal/mol) Energía nuclear (Kcal/mol)

-11408.41

-11461.59

-11458.4

-11451.61

-11447.58

-11441.67

-11435.54

-11429.77

-11424.51

-11419.81

-11415.618

-11411.86

3411.4

3913.63

3808.76

3723.9

3655.03

3599.79

3554.79

3518.2

3488.29

3463.68

Energía total

-8038.22 Kcal/mol

Molécula del agua (H20)

Energía electronica

-11375.44 Kcal/mol

Energía nuclear

3337.22 Kcal/mol-8100

-8000

-7900

-7800

-7700

-7600

-7500

-7400

-7300

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 175

Energía total (Kcal/mol)

Energía total (Kcal/mol)

Angulo

-11500

-11450

-11400

-11350

-11300

-11250

-11200

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 175

Energía electronica (Kcal/mol)

Energía electronica (Kcal/mol)

Angulo2900

3000

3100

3200

3300

3400

3500

3600

3700

3800

3900

4000

5 15 25 35 45 55 65 75

...