Aporte Johana Perez Trabajo Final

7/25/2019 Aporte Johana Perez Trabajo Final

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1. TEORIA ATOMICA


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2. Propiedades de las molculas asociadas ala constitucin de enlaces qumicos,

Simetra y formas geomtricas moleculares


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Propiedades de las molculas asociadas a la constitucin de enlaces qumicos,

Simetra y formas geomtricas moleculares

Enlaces qumicos Simetra Formas geomtricasmoleculares

- Definicin: Fuerza entre los tomos quelos mantiene unidos en las molculas

debido a la transferencia total o parcial deelectrones para adquirir ambos laconfiguracin electrnica del gas noblems cercano y alcanzar su estabilidad.

Caractersticas principales del enlacequmico

1. Energa de enlace: Energadesprendida por la formacin de un molde enlace.

- Energa de enlace en molculasdiatmicasLa entalpa producida en la disociacin delos tomos gaseosos tiene igual magnitudal de la energa de enlace pero con signocontrario. Se expresa en Kj/mol.- Energa de enlace en molculaspoliatmicasa. De un solo tipo de enlace: la energamedia de enlace es igual a 1/n de la

energa total requerida en la disociacincompleta de un mol del compuesto.b. En molculas poliatmicas en queexisten ms de un enlace: Se caracterizacada enlace por una entalpa de enlacepromedio que es la energa que se necesitapara romper el enlace en cualquiercompuesto.

2. Longitud de enlace

Distancia promedio entre los ncleos dedos tomos enlazados. La fortaleza de losenlaces est relacionada con menoresdistancias de enlaces.

Las longitudes de enlace se determinanpor difraccin de rayos X si la sustanciaes slida. En sustancias no slidas seemplean los mtodos de espectroscopiamolecular.

- Simetra de las molculas:Las molculas son un arreglo

espacial de tomos quedetermina su simetra y porconsiguiente define loselementos de simetrapropios de la molcula.

- Elementos de simetra

1. Identidad (I):Identificacin de lasmolculas al permanecer

inamovible o al hacerla girar360 en un eje principal. Aeste elemento de simetratambin se le conoce comoC1.

2. Accin de Simetra (A):Movimiento molecular degiro que al terminarse, lamolcula quedaaparentemente sin cambios.

Una molcula tiene pmovimientos de simetra.

3. Centro de Simetra (i):Punto simtrico que pareceinamovible durante uno oms movimientos desimetra.

4. Eje de Simetra (Cp):Lnea imaginaria alrededor

de la cual se ejecuta unmovimiento de simetra en lamolcula.

5. Plano de Simetra ():

Plano imaginario donde seproduce un reflejoindistinguible de la mitad dela molcula.

La geometra molecular es ladisposicin tridimensional de los

tomos que conforman unamolcula.

Si se conoce la estructura deLewis de una molcula, sepodra predecir su geometraempleando la teora de repulsinde pares electrnicos de la capade valencia (RPECV).

FORMAS MOLECULARES

1. Lineal: Los tomos se oponenentre s 180 colocndose a lolargo de una lnea recta. En elcaso del CO2la hibridacin es spy su forma es:

Cualquier molcula diatmica eslineal

2. Triangular: Los tomos seseparan 120 entre ellos. En elcaso del CO3

2- el carbono tienehibridacin sp2.

3. Tetradrica: Los tomos seseparan 109,5 entre ellos y lahibridacin del tomo central essp3.


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La longitud y energa de enlace sonpropiedades que varan peridicamente.

3. ngulo de enlacengulo externo formado al cruzar dossegmentos de recta que al pasar por elncleo de un tomo central lo hace

adems por los ncleos de los dos tomosenlazados con aquel.

TIPOS DE ENLACES QUMICOS

A. Enlace inico: Ocurre por latransferencia de electrones de la capa devalencia de unos tomos a otro dandoorigen a iones de cargas opuestasatrayndose mutuamente y quedandounidos. Se produce entre tomos con altas

diferencias de electronegatividad.

B. Enlace Covalente: Los tomos semantienen unidos debido a uncompartimiento de electrones. Ocurreentre tomos con potencial de ionizacinalto y bajas diferencias deelectronegatividad.C. Enlace Metlico: Se forma cuandocada tomo se encuentra rodeado de unnmero relativamente alto de tomos

semejantes y los electrones que participanen el enlace no pertenecen a cada uno delos tomos sino al conjunto de tomos queforman la red en la estructura slida ycristalina de las sustancias metlicas.

6. Eje de rotacin-reflexin(Sp): Est definido como uneje impropio ya que secompone de la combinacinde dos movimientosdiferentes. Para que se llevea cabo no es necesario que lamolcula que se mueve

contenga ni el eje Cp ni elplano h.

GRUPOS PUNTUALESEN LAS MOLCULAS

A. La ley de combinacines asociativa

Se conoce tambin comomultiplicacin, se define

como la aplicacin de dos oms operaciones de simetray se describe as:

Operacin n, operacin n-

1, , operacin 1

Y se lee de derecha aizquierda.La asociacin de elementossignifica que el producto de

n elementos se puedenagrupar en n-1 formas.

B. Existe un elemento deidentidad en el conjunto

Para cualquier elemento desimetraA, se cumple que:

IA = AI = A

C. El inverso de cadaelemento es un elementodel conjunto

Para un elemento de simetraA, existe su recproco A-1 talque:

A-1A = AA

-1= I

4. Trigonal: No se considera elpar libre del tomo central, seobserva que los tomos unidos aeste estn orientados hacia losvrtices de un tringuloformando una especie depirmide con base triangular.


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MENTEFACTO

Tipos de enlace

Tetradrica

Trigonal

Triangular

Lineal

Identidad, accin de

simetra, centro de simetra,

eje de simetra, plano de

simetra, eje de rotacin-

reflexin.

Grupos puntuales

en las molculas

Molculas

poliatmicas

Molculas

diatmicas

Elementos de

simetra

Simetra

Longitud de enlace

ngulo de enlace

Energa de enlace

Caractersticas principales del enlace qumico

Formas geomtricas

moleculares

Inico

Covalente

Metlico

Transferencia

de electrones

Compartimiento

de electrones

Red cristalina de

sustancias

Fuerza entre los tomos que

los mantiene unidos en las

molculas debido a la

transferencia total o parcial

de electrones para adquirir

ambos la configuracin

electrnica del gas noble

ms cercano y alcanzar su

estabilidad.

ENLACES QUMICOS

PROPIEDADES DE LAS MOLCULAS


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INFORME DE LABORATORIO


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1.

OBJETIVOS

1.1.

GENERAL

Evaluar a travs del simulador virtual las operaciones de simetra en una molcula para deducir su

relacin con la teora de grupos

1.2.ESPECFICOS

Reconocer los elementos de simetra de algunas molculas

Identificar los elementos de simetra y la forma de la molcula a partir de los grupos

puntuales

Elaborar una ruta de rbol que describa el procedimiento para clasificar cinco molculas

segn su simetra y grupos puntuales


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2.

MARCO TERICO

2.1.

Simetra de las molculas

Las molculas son un arreglo espacialde tomos que determinan su simetra y por consiguiente

define los elementos de simetra propios de la molcula. En una transformacin coordinada deuna molcula toman parte diversos elementos de simetra.

2.2.

Elementos de simetra en las molculas

2.2.1. Identidad, I: Esta es una propiedad que todas las molculas tienen y es la

identificacin de la misma al permanecer inamovible, o bien al hacerla girar 360

alrededor de un eje principal queda la molcula en su posicin original. A este

parmetro tambin se le denomina como C1de acuerdo a la notacin espectroscpica

llamada de Schoenflies.

2.2.2.

Accin de simetra A. Es el movimiento molecular de giro que al terminarse, la

molcula queda aparentemente sin cambios. As que, una molcula tiene p

movimientos de simetra.

2.2.3.

Centro de simetra, i. Punto simtrico que parece inamovible durante uno o ms

movimientos de simetra, tal como se indica en la siguiente figura.


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En ocasiones coincide el centro de simetra con un tomo de la molcula en cuestin. Sin

embargo, no todas las molculas poseen un centro de simetra. Ciertas molculas tienen ismeros

(molculas con el mismo nmero y tipo de tomos pero en diferente posicin espacial) que nopresentan un centro de simetra. Por ejemplo, de los ismeros del dibromodicloroetano (CHBrCl-

CHBrCl), slo el ismero transtiene el centro de simetra.

2.2.4. Eje de simetra, Cp.Lnea imaginara alrededor de la cual se ejecuta un movimiento de

simetra en la molcula. La rotacin a travs de este eje en ngulos de 360/pofrece

configuraciones indistinguibles en la molcula.

La molcula de agua, H2O puede girar 180 con un movimiento de rotacin sin cambio aparente,

es decir, tiene dos posiciones simtricas alrededor de un eje diada, C2.


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En la figura 9 se seala que la molcula de amoniaco, NH3, tiene un eje triada C3 con tres

posiciones de rotacin de 120 cada una.

La molcula del benceno, C6H6, presenta 6 posiciones simtricas de 60 cada una. Esto, porque ladistribucin de electrones en los 6 enlaces es simtrica.

2.2.5.

Plano de simetra, . Plano imaginario donde se produce un reflejo indistinguible de la

mitad de la molcula.

Los planos espejo comnmente intersectan el eje de simetra y determinan el reflejo de una

molcula. La esquematizacin de los planos en las molculas de agua y amoniaco se presentan a

continuacin.


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Las anteriores molculas tienen un solo tipo de planos que son llamados planos verticales y se

denotan como 1. Este es un plano especular o simplemente espejo que incluye al eje de simetra

rotacional. Por otro lado, un plano horizontal, definido como h, es un espejo imaginario colocado

perpendicularmente al eje principal de rotacin. Como ejemplo, en la figura 12 se presenta la

molcula del pentacloruro de fsforo, PCl5que tiene un plano horizontal.

Adems, en ciertas molculas existen planos especulares diagonales los cuales incluyen el eje de

simetraprincipal en la molcula en la molcula y que adems bisecta (parte a la mitad) al ngulo

resultante entre un par de ejes C2, un plano horizontal h, un plano vertical V y tres planos

diagonales d.

2.2.6.

Eje de rotacin-reflexin, Sp. La rotacin a travs de este eje en ngulos de 360/p,

seguido de una reflexin en un plano perpendicular al eje, produce una configuracin

indistinguible del original.

El eje Sp est definido como un eje impropio ya que se compone de la combinacin de dosmovimientos diferentes. Para que esto se lleve a cabo no es estrictamente necesario que la

molcula que se mueve, contenga ni el eje Cpni el plano h.

Una molcula lineal tiene un nmero infinito de movimientos simtricos as que se le atribuye un

eje de simetra Cy eje de rotacin-reflexin S.


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Una aplicacin prctica de los movimientos de simetra de las molculas est en las tcnicas de

anlisis por espectroscopia. Cuando un haz de fotones incide sobre una molcula, produce una

redistribucin de las cargas definido este fenmeno como momento dipolar. Tal redistribucin de

cargas polares da como consecuencia una vibracin de los enlaces los cuales dependen de la

simetra de las molculas. Tal redistribucin de cargas polares da como consecuencia una

vibracin de los enlaces los cuales dependen de las simetras de las molculas. Para que se den

estas vibraciones debe haber una transferencia de energa del haz de fotones hacia la molcula(espectro de absorcin) que posteriormente libera parte o toda la energa esparciendo fotones

con la misma longitud de onda a los incidentes (Efecto Rayleigh) o con diferente longitud de onda

(Efecto Raman).

2.3.Grupos puntuales en las molculas

Los elementos que se han descrito son elementos de simetra puntualdebido a que por lo menos

uno de sus puntos permanece fijo durante los movimientos de la molcula. Por otro lado, en una

molcula pueden existir varios elementos de simetra. De tal manera que para describir la simetra


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de una molcula, lo ms lgico es pensar en proporcionar un listado de todos sus elementos de

simetra y adems aadir la orientacin entre ellos.

En base a lo descrito anteriormente, un conjunto de elementos de simetra se le puede considerar

como grupo puntual. Adems el sistema debe cumplir con las siguientes propiedades agrupadas

en una ley de combinacin:

A. La ley de combinacin es asociativa:

Esta ley tambin llamada multiplicacin, se define como la aplicacin de dos o ms operaciones de

simetra y se describe as;

Operacin n, operacin n-1, , operacin 1

Y se lee de derecha a izquierda.

La asociacin de elementos significa que el producto de nelementos se pueden agrupar en n-1

formas. Por ejemplo, la asociacin de los tres elementos se puede escribir de dosmaneras:

Sin embargo, en la teora de grupos, el orden de los factores puede alterar el producto.

B. Existe un elementos de identidad en el conjunto:

El elemento de identidad se representa por el smbolo I. Para cualquier elemento de simetra A, se

cumple que;

C.

El inverso de cada elemento es un elemento del conjunto:

Para un elemento de simetraA, existe su recprocoA-1tal que;

As que para el eje C2, su inverso es el mismo elemento C2de tal manera que;

La descripcin adecuada de un grupo puntual debe de proporcionar la suficiente informacin

acerca de sus propiedades. Para esto, se usa la notacin de Schoenflies para determinar el grupo

puntualde una molcula u objeto.


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3. DATOS Y/O OBSERVACIONES

3.1.Reconocimiento de los elementos de simetra de algunas molculas

Molcula Imagen operacin de simetra:ejes de rotacin

Ejes y/o planos presentes Descripcin de operacisimetra

dentidad Ammonia v Se define C1 para la idede la molcula. El nicopresente es el v

Benzene h, v, d Se define C1 para la idede la molcula. Los presentes son h, v, d

Rotacin Ammonia v La molcula rota sobre en 90, 180 y 270

Benzene S6, S3 Los ejes de rotacin preson el S6y el S3

Reflexin Ammonia v Se presentan los ejereflexin C2 y C3

Benzene h, v, d La reflexin la dan los S6, S3

nversin Ammonia v La inversin de la molcla misma imagen origina

Benzene h, v, d

Eje de rotacin impropio Ammonia - El eje de rotacin improse presenta cuandocombinan los movimieny el v

Benzene El eje de rotacin improse presenta cuandocombinan los movimieny los n


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3.2.Identificacin de los elementos de simetra y la forma de las molculas a partir de los grupos puntuales

Grupo puntual Elementos de simetra Forma EjemplosC1 C1 Cyclohexane-Br2Cl2

C2 C2 C2-hydrazine

C3 C3 C3-triphenylphosphine

C2v C2, XZ, YZ 1,1-dichlorethylene

C3V C3, V Triflate ion

CV C6, C3, C2, V, d Gallium(n6-C6Me6)

D2h C2, XY, XZ, YZ Dinitrogen tetroxide

D3h C3, C2, S3, V, h BH3

D4h C4, C2, S4, V, h, d Cyclobutane

Dh C8, C4, C2, S8, S4, V, h, d Bis(cot)thorium(IV)

Td C3, C2, S4, d Methane


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Oh C4, C3, C2, S6, S4, h, d Cubane

3.3.

Elaboracin de la ruta de rbol que describa el procedimiento para clasificar cinco molculas segn su simetra y grupos puntuales

Estructuramolecular

La molcula eslineal?

La molculacontiene dos o msejes C3?

La molculacontiene ejes derotacin propios?

Identifica el ordenChms alto. Hay nejes C2perpendiculares?

La molculacontiene un planode reflexinhorizontal?

Dnh

NO NO SI. El eje C4 NO NO. Contiene 4planos de reflexinvertical

C4v

NO NO SI. El eje C3 SI SI. La molculacontiene un planode reflexinhorizontal (h).

D3h

NO NO SI. El eje C2 SI. La molculacontiene 2 ejesperpendiculares aleje C2

SI. La molculacontiene 2 planosde reflexindihedral (d).

D2d

NO NO SI. El eje C2 La molculacontiene 2 ejes C2perpendiculares aun eje C2

NO D2d

NO NO SI. El eje C3 NO NO. Contiene 3

planos de reflexinvertical.

C3v


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4.

ANLISIS DE RESULTADOS

RESPUESTA A LAS PREGUNTAS

CONCLUSIONES Y DISCUSIN

BIBLIOGRAFA

La Simetra Molecular. Divulgacin cientfica. Dr. Jorge Medina Valentierra, Dr. Claudio

Frausto Reyes. Departamento de Ingeniera Qumica y Bioqumica. Instituto Tecnolgico

de Aguascalientes.


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3. ORBITALES ATOMICOS


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INTRODUCCIONEl solapamiento de los orbitales atmicos es el responsable de la formacin de los orbitalesmoleculares, es por ello que este captulo se ampla la informacin acerca de los orbitalesatmicos, mediante la profundizacin del significado de los nmeros cunticos y laconfiguracin electrnica, pues a partir de ellos se facilitar la comprensin de la teora de losorbitales moleculares a que hace referencia la unidad 3.


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1. ORBITALES ATMICOSLos tomos son consideradas partculas neutras, es as que el nmero atmico nos dainformacin del nmero del nmero de protones y electrones en el tomo. En cuanto a loselectrones desde los experimentos planteados por De Broglie del comportamientoondulatorio de los electrones, se determin que los electrones se encuentran ligados al ncleo

por moverse alrededor de l y su movimiento se sustenta a travs de la ecuacin de ondas yque cada electrn ocupa un orbital definido.


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Aspectos y caractersticas de la estructura

molecular


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INTRODUCCIONEnlace qumico.Se define como la fuerza de unin que existe entre dos tomos, cualquiera que sea sunaturaleza, debido a la transferencia total o parcial de electrones para adquirir ambos laconfiguracin

Los compuestos covalentes se denominan Estructura de Lewis, en dicha estructura semuestran los electrones de valencia. La tendencia de los tomos en las molculas a tenerocho electrones en su capa de valencia se conoce como Regla del Octeto, formulada por elmismo Lewis.Las propiedades de las sustancias estnEn parte por los enlaces qumicos que mantienen unidos a los tomos. Cuando los tomosinteractan para formar un enlace qumico, solo entra en contacto sus regiones msexternas.En la mayor parte de las molculas los tomos estn enlazados por uniones covalentes. Lamayora de los enlaces inicos se obtienen de la purificacin de minerales que contienen alcompuesto.sobre la electronegatividad, el concepto relativo, en el sentido de que la electronegatividadde un elemento solo se puede medir respecto de la de otros elementos. Sabemos por variosexperimentos que las molculas tienen estructuras definidas; esto es, los tomos de unamolcula tienen posiciones definidas relativas uno con el otro en un espacio de tresdimensiones, es de aqu donde sale el estudio experimental denominado El MomentoDipolo.


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