Menu Contract Home Previous Up one level Next Downright Search Settings Top
14.2.3  Molècules diatòmiques heteronuclears
|1⟩ Les molècules diatòmiques heteronuclears ( ) no tenen ni .
|1.1⟩ Els orbitals moleculars seran de tipus , , ,
Els orbitals de les molècules heteronuclears, igual que els de les homonuclears, són autofuncions de l’operador , de manera que utilitzarem el corresponent autovalor per etiquetar-los.
Per tant, en molècules heteronuclears continuarem parlant d’orbitals , , i superiors.
|1.2⟩ Ja no podem parlar d’orbitals gerade o ungerade.
Les molècules heteronuclears no tenen centre d’inversió, la qual cosa vol dir que els seus orbitals ja no seran ni gerade ni ungerade.
|1.3⟩ Intentarem mantindre la classificació en enllaçants i antienllaçants.
Les molècules heteronuclears tampoc no tenen un pla reflexió al bell mig de l’enllaç, i, sense aquesta simetria, no és possible una classificació rigorosa dels orbitals moleculars en enllaçants i antienllaçants.
Ara bé, en la pràctica es pot distingir entre orbitals enllaçants i antienllaçants, basant-nos en una criteri energètic més que en un de simetria. Ho veurem a continuació.
|2⟩ Donarem una definició energètica d’orbitals enllaçants i antienllaçants.
|2.1⟩ En homonuclears, els orbitals enllaçants estan per sota dels OAs.
Hem vist que per a molècules homonuclears, els orbitals enllaçants tenen una energia que està per sota de la dels orbitals atòmics que els componen, mentre que per a orbitals antienllaçants la situació és exactament la contraria.
|2.2⟩ En heteronuclears, mantindrem aquesta definició energètica.
En molècules heteronuclears podem mantindre aquesta definició energètica dels orbitals enllaçants i antienllaçants. Ho il·lustrem en la figura 14.3.
En el cas homonuclear, els orbitals atòmics que es combinen tenen la mateixa energia, mentre que en el cas heteronuclear les energies són diferents (encara que, pot demostrar-se, les energies dels orbitals atòmics no poden ser massa diferents per poder participar en l’orbital molecular).
Homonuclear Heteronuclear
Figura 14.3: Diagrama de les energies dels orbitals moleculars d’una molècula diatòmica, cas homonuclear i heteronuclear.
|3⟩ En molècules heteronuclears hi ha molta més varietat que en homonuclears.
|4⟩ Algunes molècules heteronuclears són ‘gairebé’ homonuclears.
|4.1⟩ Si, en el , passem un protó d’un a l’altre, obtenim el .
Imaginem que, en la molècula , agafem un protó d’un dels nuclis de nitrogen i el passem a l’altre nucli, amb la qual cosa haurem transformat la molècula homonuclear en la heteronuclear (monòxid de carboni).
|4.2⟩ Els orbitals del seran pareguts als del .
El canvi que hem esmentat abans, de a , no sembla massa dràstic, així que hom podria esperar que els orbitals del seran pareguts als del .
En la taula següent mostrem una llista dels orbitals d’ambdues molècules ordenats de menor a major energia (de les dues nomenclatures per a orbitals moleculars que hem descrit en la taula 14.1, ací els numerem d’acord amb l’energia).
L’ordre energètic dels orbitals confirma la similitud de les dues molècules. Podem ignorar el números que apareixen davant dels símbols i (el orbitals del no tenen paritat, i per tant la numeració és diferent), així com els asteriscos i els subíndexs  i  . Per exemple l’orbital del correspon al del .
|4.3⟩ Les configuracions electròniques del i del seran paregudes.
Les dues molècules tenen 14 electrons, i les seves configuracions electròniques són les següents,
Veiem que la seqüència d’orbitals i ocupats en ambdues molècules és la mateixa.
|5⟩ Per a diatòmiques ‘molt’ heteronuclears, cal fer un càlcul Hartree-Fock.
|5.1⟩ Ho il·lustrarem per al fluorur d’hidrogen .
Per a molècules no tan paregudes a les homonuclears, potser no quedi més remei que fer un càlcul, per exemple Hartree-Fock, de la molècula que vulguem estudiar.
Ho il·lustrarem per al fluorur d’hidrogen . En la figura 14.4 mostrem les energies dels seus orbitals moleculars.
Figura 14.4: Diagrama de les energies dels orbitals moleculars per a la molècula de fluorur d’hidrogen. L’eix internuclear és l’eix .
|5.2⟩ Configuració electrònica: .
|5.3⟩ L’orbital és un orbital intern.
Els orbitals de les capes internes dels àtoms enllaçats no participen en l’enllaç. Per exemple, l’orbital de la figura 14.4 és bàsicament l’orbital de l’àtom de fluor.
|5.4⟩ L’orbital és un orbital enllaçant (està per sota dels OAs).
|5.5⟩ L’orbital és un orbital antienllaçant (està per sobre dels OAs).
|5.6⟩ Els orbitals i són no enllaçants.
Els orbitals i de la figura 14.4 són els orbitals i de l’àtom de fluor, i haurien de combinar-se amb orbitals i de l’àtom d’hidrogen, però com que no en té, passa que els i del fluor es queden sense participar en l’enllaç.