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5 ) ESTRUCTURA MOLECULAR. 5.1) ENLACES MOLECULARES Sistemas = sistemas de átomos ¿Cómo se ensamblan o unen los átomos? interacciones eléctricas Enlaces.

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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 i)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 H 2 H 2 = H – H

6 Son energéticamente más intensos que el enlace ion – ion Cl 2, O 2, H 2 O,CH 4

7 iii) ENLACES DE VAN DER WALLS Caracterizados por interacciones eléctricas débiles entre dipolos H 2 0, 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 5.2) ENERGÍAS Y ESPECTROS MOLECULARES Caracterizaremos energéticamente a los sistemas moleculares. Esta caracterización se efectuará considerando básicamente energías rotacionales y vibracionales, Molécula CM 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, E mol Compleja, problema de muchos cuerpos No da mucha información estructural de la molécula

14 i) Estados energéticos rotacionales Caso: Molécula diatómica m1m1 m2m2 r z x y 3 grados de libertad rotacional X: Rot Y-Z Y: Rot Y Z: Rot X-Y

15 m1m1 z m2m2 CM z 0 r r

16 Las transiciones posibles rotacionales se muestran en el siguiente diagrama donde la regla de selección esta dada por J = +/- 1, E KRi J

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 r CO M1 mc M2 mo mc y mo= ok u:uma u: 1,6 *10 (-27) r:0,113 nm

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

19 Regla de selección: =+/-1 E vib E 12 = E 12 : Absorción E 32 = E 32 : Emisión A T s ordinarias: E v = E v,v=0 ( E>>k B T)

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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 x Hz Frecuencia I

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

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

28 UTUT r U0U0

29 U 0 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: H 2 O

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