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Inicio/Química/Diagrama de OM de moléculas homonucleares X₂

Diagrama de OM de moléculas homonucleares X₂

Escalera σ/π con el orden invertido de Li–N frente a O; orden de enlace a partir de las OM de valencia; en O₂ los electrones no apareados en π* dan paramagnetismo.

Diatómica X₂

H₂ … O₂ · el orden π/σ cambia en O₂

Atajos de teclado

  • •Plantillas H₂ … O₂
  • •Miren los no apareados en O₂ y B₂

Magnitudes medidas

Electrones en total14
Orden de enlace (OM de valencia)3
e⁻ no apareados0
MagnetismoDiamagnético
σ₁s(1s)
σ*₁s(1s)
σ₂senlazante
σ*₂santienlazante
π₂penlazante
π
π′
σ₂penlazante
π*₂pantienlazante
π
π′
(vacío)
σ*₂pantienlazante
(vacío)

La energía crece hacia arriba. La capa π tiene dos componentes degenerados.

Sobre el modelo

La teoría de orbitales moleculares construye estados monoelectrónicos deslocalizados a partir de combinaciones lineales de orbitales atómicos (CLOA). En las moléculas homonucleares del segundo período el orden de σ₂p y π₂p no es fijo: la mezcla s–p estabiliza π₂p respecto de σ₂p aproximadamente de Li₂ a N₂, mientras que en O₂ y F₂ el nivel σ₂p queda por debajo de π₂p, de acuerdo con la espectroscopía fotoelectrónica. En pantalla, una escalera esquemática (σ₁s, σ*₁s, σ₂s, σ*₂s y luego el conjunto de valencia 2p), el llenado desde abajo con la regla de Hund en las capas π degeneradas y el orden de enlace ½(N_b − N_a) según las OM de valencia (2s–2p) para Li₂ y más pesados; para H₂ y He₂ también cuentan las derivadas de 1s. En O₂ hay dos electrones no apareados en π*: paramagnetismo que no aparece en la estructura de Lewis clásica.

Para quién: Química general después de los orbitales atómicos; puente hacia el campo cristalino y la estructura electrónica de las diatómicas en fisicoquímica.

Conceptos clave

  • CLOA
  • orden de enlace
  • orbitales σ y π
  • mezcla s–p
  • paramagnetismo
  • LUMO
  • orbitales antienlazantes

Cómo funciona

Los orbitales atómicos s y p se mezclan en orbitales moleculares σ y π. En Li₂–N₂ el nivel π₂p queda por debajo de σ₂p; en O₂, al revés. El orden de enlace es ½(N_enlaz. − N_antienlaz.) según las OM de valencia (para H₂ y He₂ también se cuentan las OM 1s). En O₂ hay dos electrones en π* con espines paralelos: paramagnetismo que una estructura de Lewis con «todos pares» no predice.

Fórmulas principales

orden = ½ (N_b − N_a) (solo OM de valencia 2s–2p para Li₂…)
Li₂–N₂: π₂p por debajo de σ₂p · O₂–F₂: σ₂p por debajo de π₂p

Preguntas frecuentes

¿Por qué el orden de enlace no cuenta el núcleo 1s para Li₂ y más pesados?
El par enlazante/antienlazante de 1s forma una capa cerrada KK y, en el recuento usual de valencia, se compensan. El orden de enlace se toma de las interacciones σ/π de valencia para coincidir con el lenguaje de triples, dobles y sencillos.
¿Son cuantitativas las distancias entre niveles?
No. Solo se modelan el orden cualitativo y el número de electrones; los desdoblamientos reales de términos exigen cálculos multielectrónicos.
¿Dónde está F₂ en el diagrama?
El mismo orden «tardío» que en O₂. Para F₂ el orden de enlace es 1, π* está llena y la molécula es diamagnética; aquí la serie termina en O₂.