5 ) ESTRUCTURA MOLECULAR

5.1) ENLACES MOLECULARES Sistemas = sistemas de átomos ¿Cómo se ensamblan o unen los átomos?  interacciones eléctricas Enlaces + -

5.1) ENLACES MOLECULARES ENLACES IÓNICOS  Caracterizados por interacciones eléctricas de iones atómicos. Molécula de Cloruro de sodio NaCl= Na + Cl + -

5.1) ENLACES MOLECULARES  Enlace medianamente intenso NaCl  Na+ Cl( orden de eV) + -

ii) ENLACES COVALENTES Caracterizados por fuerzas eléctricas más intensas debido al acople {apareamiento} de electrones  Compartición de electrones Caso más típico es el H2 H2 = H – H

Son energéticamente más intensos que el enlace ion – ion Cl2 , O2, H2O ,CH4

iii) ENLACES DE VAN DER WALLS Caracterizados por interacciones eléctricas débiles entre dipolos  H20, HCl : Moléculas polares permanentes, por ejemplo,

Son enlaces energéticos débiles respecto de los ION-ION Las fuerzas de Van der Walls pueden ser:  p-p (permanente-permanente)

 p-p (permanente-inducido)  p-p (inducido-inducido)

iv) ENLACE DE H Caracterizado por compartir protones Presentes en macro-moléculas {moléculas orgánicas} Son de intensidad energética baja (– 0.1 eV)

v) ENLACE METALICO  Presente en sólidos metálicos  Las fuerzas de enlace entre los núcleos positivos y el gas de electrones.

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 

5.2) ENERGÍAS Y ESPECTROS MOLECULARES ESTADO MOLECULAR CARACTERIZADO POR ENERGIA, Emol Compleja , problema de muchos cuerpos No da mucha información “estructural” de la molécula

i) Estados energéticos rotacionales Caso: Molécula diatómica m1 m2 r z x y 3 grados de libertad rotacional X: Rot Y-Z Y: Rot Y Z: Rot X-Y

m1 z m2 CM  r 

Las transiciones posibles rotacionales se muestran en el siguiente diagrama donde la regla de selección esta dada por J = +/- 1, EKRi J 3 2 1

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

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

Regla de selección: =+/-1 Evib  3 2 1 E12 = E12 : Absorción A Ts ordinarias: Ev = Ev,v=0 (E>>kBT) E32 = E32 : Emisión

iii) Espectros moleculares Asumiendo grados de libertad independientes,

Diagramas de nivel de energía: Especto del HCl: doblete; concordancia con el modelo

I I 8.00 8.20 8.40 8.60 8.80 9.00 9.20 x 1013 Hz Frecuencia

5.3) ENLACES EN SÓLIDOS Tipos de Enlaces:  Enlace Iónico (NaCl)  E covalente (diamante)  E Metálico (metales): Iónico-covalente

i) Sólidos Iónicos: NaCl Interacción Coulombiana Na+ tiene 6 iones Cl- vecinos mas cercanos Cl- tiene 6 iones Na+ vecinos mas cercanos

La energía potencial total se puede modelar de esta forma,

UT r U0

U0 Energía cohesiva Iónica del sólido

Energía cohesiva Atómica:

E=6,31

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: H2O