5 ) ESTRUCTURA MOLECULAR

1. 5 ) ESTRUCTURA MOLECULAR

2. 5.1) ENLACES MOLECULARES Sistemas = sistemas de átomos ¿Cómo se ensamblan o unen los átomos?  interacciones eléctricas Enlaces + -

3. 5.1) ENLACES MOLECULARES • ENLACES IÓNICOS  Caracterizados por interacciones eléctricas de iones atómicos. • Molécula de Cloruro de sodioNaCl= Na + Cl + -

4. 5.1) ENLACES MOLECULARES  Enlace medianamente intenso NaCl  Na+ Cl( orden de eV) + -

5. ii) ENLACES COVALENTES • Caracterizados por fuerzas eléctricas más intensas debido al acople {apareamiento} de electrones  Compartición de electrones • Caso más típico es el H2 H2 = H – H

6. Son energéticamente más intensos que el enlace ion – ion • Cl2 , O2, H2O ,CH4

7. iii) ENLACES DE VAN DER WALLS • Caracterizados por interacciones eléctricas débiles entre dipolos  H20, HCl : Moléculas polares permanentes, por ejemplo,

8. Son enlaces energéticos débiles respecto de los ION-ION • Las fuerzas de Van der Walls pueden ser: p-p (permanente-permanente)

9. p-p (permanente-inducido) p-p (inducido-inducido)

10. iv) ENLACE DE H • Caracterizado por compartir protones • Presentes en macro-moléculas {moléculas orgánicas} • Son de intensidad energética baja (– 0.1 eV)

11. v) ENLACE METALICO  Presente en sólidos metálicos  Las fuerzas de enlace entre los núcleos positivos y el gas de electrones.

12. Molécula CM 5.2) ENERGÍAS Y ESPECTROS MOLECULARES Caracterizaremos energéticamente a los sistemas moleculares. Esta caracterización se efectuará considerando básicamente energías rotacionales y vibracionales, • Energía eléctrica : e-e , e-p • Energía de traslación: CM • Energía cinética de rotación  • Energía de vibración 

13. 5.2) ENERGÍAS Y ESPECTROS MOLECULARES ESTADO MOLECULAR CARACTERIZADO POR ENERGIA, Emol Compleja , problema de muchos cuerpos No da mucha información “estructural” de la molécula

14. i) Estados energéticos rotacionales r m1 m2 z y x Caso: Molécula diatómica 3 grados de libertad rotacional X: Rot Y-Z Y: Rot Y Z: Rot X-Y

15. z z r r  0 m1 m2 CM 

16. J EKRi 3 2 1 0 Las transiciones posibles rotacionales se muestran en el siguiente diagrama donde la regla de selección esta dada por J = +/- 1,

17. Las transiciones de los estados rotacionales se ajusta a la regla de selección j= +/- 1 la cual considera la conservación del L del sistema molécula – fotón. La transiciones rotacionales conducen a espectros de emisión -absorción fotónica en la franja de microondas hasta IR lejano.  Teoría física  modelo  experimentos: Caso: CO mc y mo= ok u:uma u: 1,6 *10(-27) r:0,113 nm C O r M2 mo M1 mc

18. ii) Energía vibracional • Modelo k k m2 m1 Sistema k {sistema m-k: MAS}

19.  Evib 3 2 1 0 Regla de selección: =+/-1 E12 = E12 : Absorción A Ts ordinarias: Ev = Ev,v=0 (E>>kBT) E32 = E32 : Emisión

21. iii) Espectros moleculares Asumiendo grados de libertad independientes,

22. Diagramas de nivel de energía: • Especto del HCl: doblete; concordancia con el modelo

23. I I 8.00 8.20 8.40 8.60 8.80 9.00 9.20 x 1013 Hz Frecuencia

24. 5.3) ENLACES EN SÓLIDOS • Tipos de Enlaces:  Enlace Iónico (NaCl)  E covalente (diamante)  E Metálico (metales): Iónico-covalente

25. i) Sólidos Iónicos: NaCl • Interacción Coulombiana • Na+ tiene 6 iones Cl- vecinos mas cercanos • Cl-tiene 6 iones Na+ vecinos mas cercanos

27. La energía potencial total se puede modelar de esta forma,

28. UT r U0

29. U0 Energía cohesiva Iónica del sólido

30. Energía cohesiva Atómica: E=?

31. E=6,31

32. Propiedades Generales: •  Duros y estables •  Pobres conductores de I y Q •  Transparentes en la zona visible •  Absorbentes en zonas IR medio y lejano •  Solubles en líquidos polares: H2O