La diferencia clave entre la teoría del orbital molecular y la teoría del enlace de valencia es que la teoría del orbital molecular describe la formación del orbital molecular, mientras que la teoría del enlace de valencia describe los orbitales atómicos.
Diferentes moléculas tienen diferentes propiedades químicas y físicas que los átomos individuales que se unieron para formar estas moléculas. Para comprender estas diferencias entre propiedades atómicas y moleculares, es necesario comprender la formación de enlaces químicos entre varios átomos para formar una molécula. En la actualidad, utilizamos dos teorías mecánicas cuánticas para describir el enlace covalente y la estructura electrónica de las moléculas. Estas son la teoría del enlace de valencia y la teoría del orbital molecular.
¿Qué es la teoría de orbitales moleculares?
En las moléculas, los electrones residen en orbitales moleculares, pero sus formas son diferentes y están asociados con más de un núcleo atómico. La teoría de los orbitales moleculares es la descripción de moléculas basada en orbitales moleculares.
Podemos obtener la función de onda que describe un orbital molecular mediante la combinación lineal de orbitales atómicos. Un orbital de enlace se forma cuando dos orbitales atómicos interactúan en la misma fase (interacción constructiva). Cuando interactúan fuera de fase (interacción destructiva), se forman orbitales antienlazantes. Por lo tanto, hay orbitales enlazantes y antienlazantes para cada interacción suborbital. Los orbitales de enlace tienen baja energía y es más probable que los electrones residan en ellos. Los orbitales antienlazantes tienen mucha energía, y cuando todos los orbitales enlazantes están llenos, los electrones van y llenan los orbitales antienlazantes.
¿Qué es la teoría del enlace de valencia?
La teoría del enlace de valencia se basa en el enfoque del enlace localizado, que supone que los electrones de una molécula ocupan los orbitales atómicos de los átomos individuales. Por ejemplo, en la formación de la molécula H2, dos átomos de hidrógeno superponen sus orbitales 1s. Al superponer los dos orbitales, comparten una región común en el espacio. Inicialmente, cuando los dos átomos están muy separados, no hay interacción entre ellos. Por lo tanto, la energía potencial es cero.
A medida que los átomos se acercan, cada electrón es atraído por el núcleo del otro átomo y, al mismo tiempo, los electrones se repelen entre sí, al igual que los núcleos. Mientras los átomos siguen separados, la atracción es mayor que la repulsión, por lo que la energía potencial del sistema disminuye. El punto en el que la energía potencial alcanza el valor mínimo, el sistema está en estabilidad. Esto es lo que sucede cuando dos átomos de hidrógeno se juntan y forman la molécula.
Figura 01: Formación de un enlace Pi
Sin embargo, este concepto superpuesto solo puede describir moléculas simples como H2, F2, HF, etc. Esta teoría no logra explicar moléculas como CH4 No obstante, este problema se puede resolver combinando esta teoría con la teoría de los orbitales híbridos. La hibridación es la mezcla de dos orbitales atómicos no equivalentes. Por ejemplo, en CH4, C tiene cuatro orbitales híbridos sp3 superpuestos con los orbitales s de cada H.
¿Cuál es la diferencia entre la teoría del orbital molecular y la teoría del enlace de valencia?
Actualmente, usamos dos teorías mecánicas cuánticas para describir el enlace covalente y la estructura electrónica de las moléculas. Estas son la teoría del enlace de valencia y la teoría de orbitales moleculares. La diferencia clave entre la teoría del orbital molecular y la teoría del enlace de valencia es que la teoría del orbital molecular describe la formación del orbital molecular, mientras que la teoría del enlace de valencia describe los orbitales atómicos. Además, la teoría del enlace de valencia solo se puede aplicar para moléculas diatómicas y no para moléculas poliatómicas. Sin embargo, podemos aplicar la teoría de los orbitales moleculares para cualquier molécula.
Resumen: teoría de orbitales moleculares frente a teoría del enlace de valencia
La teoría del enlace de valencia y la teoría del orbital molecular son las dos teorías mecánicas cuánticas que describen el enlace covalente y la estructura electrónica de las moléculas. La diferencia clave entre la teoría del orbital molecular y la teoría del enlace de valencia es que la teoría del orbital molecular describe la formación del orbital molecular, mientras que la teoría del enlace de valencia describe los orbitales atómicos.
