Q9.6. Enlace químico y estructura molecular
El enlace químico se interpreta con orbitales, simetría, energía y distribución electrónica. Las teorías de enlace de valencia y orbitales moleculares ofrecen miradas complementarias.
Objetivos de aprendizaje
- Comparar enlace de valencia y orbitales moleculares.
- Construir diagramas OM simples.
- Relacionar orden de enlace con estabilidad y magnetismo.
- Conectar geometría, hibridación y enlace.
Mapa del capítulo
Enlace de valencia
La teoría de enlace de valencia describe enlaces como solapamiento de orbitales atómicos con electrones apareados. La hibridación sp, sp2 y sp3 explica geometrías locales y direccionalidad. Es muy útil para estructuras orgánicas, pero puede fallar al explicar deslocalización extendida o magnetismo.
Orbitales moleculares
La teoría de orbitales moleculares combina orbitales atómicos para formar orbitales extendidos sobre la molécula. Una combinación constructiva da orbital enlazante; una destructiva, antienlazante. El orden de enlace se calcula como (electrones enlazantes - antienlazantes)/2 y se relaciona con longitud y fuerza de enlace.
Moléculas diatómicas
En O2, el diagrama OM predice dos electrones desapareados en orbitales pi antienlazantes, explicando su paramagnetismo. Una estructura de Lewis simple no lo anticipa bien. Este ejemplo muestra por qué distintas teorías se eligen según la pregunta.
Deslocalización y estructura
En moléculas conjugadas, orbitales pi se extienden sobre varios átomos. La deslocalización estabiliza y modifica distancias de enlace, reactividad y espectros. Aromaticidad, color y conductividad en materiales orgánicos tienen raíces en la estructura de orbitales moleculares.
Ejemplo trabajado de lectura fisicoquímica
O2 es paramagnético porque su configuración OM deja electrones desapareados; esta evidencia favorece el modelo OM frente a una descripción de Lewis puramente apareada.
Errores frecuentes y cómo evitarlos
| Error | Corrección conceptual |
|---|---|
| Creer que una teoría reemplaza siempre a otra | Cada modelo responde mejor ciertas preguntas. |
| Calcular orden de enlace con electrones totales sin separar orbitales | Hay que distinguir enlazantes y antienlazantes. |
| Ignorar simetría | Solo orbitales compatibles en energía y simetría combinan eficazmente. |
Autoevaluación
- Construye OM de H2.
- Explica paramagnetismo de O2.
- Relaciona orden de enlace y longitud.