Simulaciones Computacionales. Hyperchem

Trabajo Práctico Nº2.A

Simulaciones Computacionales

Objetivos:

Mediante la utilización del programa Hyperchem se espera poder:

•  Calcular las primeras y segundas energías de ionización, del segundo periodo (excepto Ne)
• Analizar el orden de magnitud de uniones químicas de las moléculas diatómicas: F₂, O₂ y N₂  compararlas con la energía de interacción intermolecular de H₂O.
• Expresar la energía potencial en función de la distancia interatómica de las moléculas de H₂ y He₂ mediante curvas.  
• Analizar las tendencias del punto anterior
• Observar como se modifica la distribución de probabilidad electrónica en función de la distancia de estas moléculas, a distintas distancias.
• Realizar diagramas de orbitales moleculares para N₂, O₂ y CN¯
• Analizar geometría de distintas especies y compararlas con el modelo teórico TREPEV.

Átomos (energías de Ionización):

• Método utilizado: Ab Initio
• Base: Small (3-21G)

Tabla 1: primeras y segundas energías de ionización del segundo periodo

Se puede observar que la energía de los elementos del segundo período, aumenta conforme al grupo. Coloquialmente dicho, de izquierda a derecha. A su vez, podemos observar como la energía de los cationes es ligeramente mayor a la de los elementos de carga neutra, esto se debe a la perdida de electrón en cada caso particular.  También, se puede ver, como la energía de ionización crece a lo largo del período; esto se debe a que el radio atómico va disminuyendo a medida que avanzamos hacia la derecha en la tabla periódica y al disminuir el radio, los electrones son atraídos más fuertemente por el núcleo, ya que la distancia que los separa es menor. Esto quiere decir que el apantallamiento es menor y por ende la carga nuclear efectiva también. Lo cual hace que sea mucho más difícil “remover” un electrón.

        Podemos destacar un caso en particular. Si observamos la tabla, veremos que la energía de ionización del Berilio es mayor a la del Boro, o sea, no estaría cumpliendo la regla mencionada en el párrafo anterior. Esto se debe a los electrones ubicados en las capas de valencia. La configuración electrónica externa del Berilio es 2s(^2) y la del Boro 2s(^2)2p(^1). Como el Boro posee un electrón desapareado en su último orbital, es mucho más fácil remover a este que al del Berilo, el cual cuenta con su último orbital completo.

Moléculas

Energías de unión química

        Método de optimización:  Semiempirical

        Base: AM1

                                                                                            Tabla2                                                            

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