Enlace químico
Hola experto por favor te pido que soluciones un problema que tengo, te agradezco anticipadamente; mira se trata acerca de enlace químico: La teoría de repulsión de los pares de electrones del nivel de valencia (TRPENV), La teoría de enlace valencia (TEV), Hibridizacion, La teoría orbital molecular (TOM); estoy un poco desorientado con estos títulos necesito una buena fuente para estudiarlo espero tu respuesta.
Respuesta de luispin
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Te puedo recomendar varios libros que al inicio tratan estos temas con el suficiente detalle que requieres, algunos no responden a todas las dudas, pero te orientan:
-Quimica Orgánica, Fox, Whitesell, Ed. Pearson education
-Quimica Inorganica, Huheey, S.Ed.
-Quimica Orgánica, Morrison
En estos se tratan estos temas en el sentido de entenderlos, no los explican a fondo completamente, ya que para esto se requiere de un curso de química cuántica bastante completo.
Yo te puedo decir brevemente que cuando tienes un átomo con un numero definido de electrones en la capa de valencia (ultima capa electrónica) serán regidos por la disposición en la que estén confinados (orbital molecular) esto es: si es un orbital s, serán solo 2, si es un orbital p, serán 6 en tres disposiciones diferentes (x, y, z) y si es un orbital de, serán 10, pero en una disposición más compleja; también te puedo decir que la teoría de enlace valencia nos dice que para que un enlace covalente ocurra se deben compartir electrones de tal modo que en el traslape de 2 orbitales se encuentre un par de electrones para así formar el enlace y que el numero de electrones en el nivel de valencia será la posibilidad total de enlaces que tenga el átomo (es decir, si tiene 4 electrones, tendrá 4 posibilidades de enlace) y cada orbital molecular podrá alojar como máximo 2 electrones (principio de exclusión de Pauli) (en el caso de orbitales con lóbulos en diferentes orientaciones serán 2 por cada disposición de los lóbulos, es decir, en el orbital p, que tiene 3 lóbulos, habrá 2 electrones en cada uno de ellos dos en el x, dos en el y y dos en el z), pero existen átomos en los cuales (por su numero de electrones de valencia) poseen orbitales en los cuales existen los dos electrones, a esto se le conoce como que tienen un par electrónico libre y, dado que no podrán aceptar otro electrón más (para formar un enlace covalente), habrá un repulsión de los grupos que rodeen al núcleo para que se coloquen en la orientación espacial en la cual estén más alejados del par libre y entre si, esto tiene consecuencias muy importantes, como la estereoquimica de ciertas moléculas.
La teoría del orbital molecular nos dice que lo electrones alrededor de un átomo se encontrarán en regiones energéticas espaciales donde probabilisticamente los podremos encontrar, es decir, está definido el sitio donde se encuentran los electrones, no están girando libremente en cualquier región del átomo.
Para finalizar, la teoría de hibridación o hibridizacion nos dice que cuando lo niveles energaticos de 2 orbitales sean muy cercano, puede existir una mezcla de ellos para lograr estabilizar los enlaces atómicos, esto quiere decir (con un ejemplo) que en el carbono tu tienes en el ultimo nivel a los orbitales 2s2 y 2p2 (donde el primer numero representa el numero cuántico principal n, la letra al tipo de orbital y el segundo numero a la cantidad de electrones en dicho orbital) pero el orbital p posee además 2 lóbulos vacíos y el orbital s lo tiene lleno (el único que posee) entonces ocurre un fenómeno de hibridación, porque las energías no tienen grandes saltos, se "fusionan" los orbitales 2s y 2p para formar un orbital diferente, el orbital sp3, en el cual caben 8 electrones (en diferentes lóbulos claro está) no te vayas a confundir con el numero 3 (sp3) éste solo define que se han "mezclado" 3 orbitales p y 1 orbital s para dar lugar a 4 orbitales sp3, cada uno de ellos en diferentes regiones espaciales (y cada uno puede albergar a 2 electrones solamente) y dado que al inicio dijimos que el carbono tenia 4 electrones (2s2 y 2p2) ahora cada uno de ellos estará en un orbital diferente dando por resultado la posibilidad de 4 enlaces alrededor del átomo de carbono, aunque cabe señalar que existen ocasiones en las que no se mezclan los 3 orbitales p con el s, también puede suceder que solo sean 2 orbitales p o uno incluso con el orbital s dando lugar a otras geometrías moleculares.
A grosso modo será la explicación que encuentres en los libros que te cité con anterioridad espero te sean de gran utilidad, y si aun tienes alguna duda házmela saber y con gusto la responderé.
-Quimica Orgánica, Fox, Whitesell, Ed. Pearson education
-Quimica Inorganica, Huheey, S.Ed.
-Quimica Orgánica, Morrison
En estos se tratan estos temas en el sentido de entenderlos, no los explican a fondo completamente, ya que para esto se requiere de un curso de química cuántica bastante completo.
Yo te puedo decir brevemente que cuando tienes un átomo con un numero definido de electrones en la capa de valencia (ultima capa electrónica) serán regidos por la disposición en la que estén confinados (orbital molecular) esto es: si es un orbital s, serán solo 2, si es un orbital p, serán 6 en tres disposiciones diferentes (x, y, z) y si es un orbital de, serán 10, pero en una disposición más compleja; también te puedo decir que la teoría de enlace valencia nos dice que para que un enlace covalente ocurra se deben compartir electrones de tal modo que en el traslape de 2 orbitales se encuentre un par de electrones para así formar el enlace y que el numero de electrones en el nivel de valencia será la posibilidad total de enlaces que tenga el átomo (es decir, si tiene 4 electrones, tendrá 4 posibilidades de enlace) y cada orbital molecular podrá alojar como máximo 2 electrones (principio de exclusión de Pauli) (en el caso de orbitales con lóbulos en diferentes orientaciones serán 2 por cada disposición de los lóbulos, es decir, en el orbital p, que tiene 3 lóbulos, habrá 2 electrones en cada uno de ellos dos en el x, dos en el y y dos en el z), pero existen átomos en los cuales (por su numero de electrones de valencia) poseen orbitales en los cuales existen los dos electrones, a esto se le conoce como que tienen un par electrónico libre y, dado que no podrán aceptar otro electrón más (para formar un enlace covalente), habrá un repulsión de los grupos que rodeen al núcleo para que se coloquen en la orientación espacial en la cual estén más alejados del par libre y entre si, esto tiene consecuencias muy importantes, como la estereoquimica de ciertas moléculas.
La teoría del orbital molecular nos dice que lo electrones alrededor de un átomo se encontrarán en regiones energéticas espaciales donde probabilisticamente los podremos encontrar, es decir, está definido el sitio donde se encuentran los electrones, no están girando libremente en cualquier región del átomo.
Para finalizar, la teoría de hibridación o hibridizacion nos dice que cuando lo niveles energaticos de 2 orbitales sean muy cercano, puede existir una mezcla de ellos para lograr estabilizar los enlaces atómicos, esto quiere decir (con un ejemplo) que en el carbono tu tienes en el ultimo nivel a los orbitales 2s2 y 2p2 (donde el primer numero representa el numero cuántico principal n, la letra al tipo de orbital y el segundo numero a la cantidad de electrones en dicho orbital) pero el orbital p posee además 2 lóbulos vacíos y el orbital s lo tiene lleno (el único que posee) entonces ocurre un fenómeno de hibridación, porque las energías no tienen grandes saltos, se "fusionan" los orbitales 2s y 2p para formar un orbital diferente, el orbital sp3, en el cual caben 8 electrones (en diferentes lóbulos claro está) no te vayas a confundir con el numero 3 (sp3) éste solo define que se han "mezclado" 3 orbitales p y 1 orbital s para dar lugar a 4 orbitales sp3, cada uno de ellos en diferentes regiones espaciales (y cada uno puede albergar a 2 electrones solamente) y dado que al inicio dijimos que el carbono tenia 4 electrones (2s2 y 2p2) ahora cada uno de ellos estará en un orbital diferente dando por resultado la posibilidad de 4 enlaces alrededor del átomo de carbono, aunque cabe señalar que existen ocasiones en las que no se mezclan los 3 orbitales p con el s, también puede suceder que solo sean 2 orbitales p o uno incluso con el orbital s dando lugar a otras geometrías moleculares.
A grosso modo será la explicación que encuentres en los libros que te cité con anterioridad espero te sean de gran utilidad, y si aun tienes alguna duda házmela saber y con gusto la responderé.
