Edició de «Geometria molecular»
Anar a la navegació
Anar a la busca
Advertencia: No has iniciat sessió. La teua direcció IP serà visible públicament si realises qualsevol edició. Si inicies sessió o crees un conte, les teues edicions s'atribuiran al teu nom d'usuari, junt en atres beneficis.
Pot desfer-se la modificació. Per favor, revisa la comparació més avall per a assegurar-te que es lo que vols fer; llavors deixa els canvis per a la finalisació de la desfeta de l'edició.
| Revisió actual | El teu text | ||
| Llínea 4: | Llínea 4: | ||
== Determinació de la geometria molecular == | == Determinació de la geometria molecular == | ||
| − | Les geometries moleculars es determinen millor quan les mostres estan pròximes al [[zero absolut]] perque a temperatures més altes les molècules presentaran un moviment rotacional considerable. En l'estat sòlit la geometria molecular pot ser medida per [[Difracció de rajos X]]. Les | + | Les geometries moleculars es determinen millor quan les mostres estan pròximes al [[zero absolut]] perque a temperatures més altes les molècules presentaran un moviment rotacional considerable. En l'estat sòlit la geometria molecular pot ser medida per [[Difracció de rajos X]]. Les #geometria es poden calcular per procediments mecànic quàntics ''ab initio'' o per métodos semiempírics de modelament molecular. |
La posició de cada àtom es determina per la naturalea dels [[enllaç químic|enllaços químics]] en els que es conecta als seus àtoms veïns. La geometria molecular pot descriure's per les posicions d'estos àtoms en l'espai, mencionant la [[llongitut d'enllaç]] de dos àtoms units, [[àngul d'enllaç]] de tres àtoms conectats i [[àngul de torsió]] de tres enllaços consecutius. | La posició de cada àtom es determina per la naturalea dels [[enllaç químic|enllaços químics]] en els que es conecta als seus àtoms veïns. La geometria molecular pot descriure's per les posicions d'estos àtoms en l'espai, mencionant la [[llongitut d'enllaç]] de dos àtoms units, [[àngul d'enllaç]] de tres àtoms conectats i [[àngul de torsió]] de tres enllaços consecutius. | ||
| Llínea 13: | Llínea 13: | ||
Els moviments quàntics (externs) de translació i rotació canvien fortament la geometria molecular. (En algun grau la rotació influïx en la geometria per mig de la [[força de Coriolis]] i la [[distorsió centrífuga]], pero són despreciables en la present discussió). | Els moviments quàntics (externs) de translació i rotació canvien fortament la geometria molecular. (En algun grau la rotació influïx en la geometria per mig de la [[força de Coriolis]] i la [[distorsió centrífuga]], pero són despreciables en la present discussió). | ||
| − | Un tercer tipo de moviment és la vibració , un moviment intern dels àtoms en una molècula. Les vibracions moleculars són harmòniques (a lo manco en una primera aproximació), #lo que significa que els àtoms oscilen entorn a la seua posició de [[equilibri mecànic|equilibri]], | + | Un tercer tipo de moviment és la vibració , un moviment intern dels àtoms en una molècula. Les vibracions moleculars són harmòniques (a lo manco en una primera aproximació), #lo que significa que els àtoms oscilen entorn a la seua posició de [[equilibri mecànic|equilibri]], fins i tot a la temperatura del zero absolut. En el zero absolut tots els àtoms estan en el seu estat vibracional [[estat basal|basal]] i mostren moviment mecànic quàntic de [[energia del punt zero|punt zero]], açò és, la funció d'ona d'un modo vibracional simple no és un pico agut, sino un exponencial d'ample finit. A temperatures majors, els modos vibracionals poden ser excitats tèrmicament (en un interpretació clàssica, açò s'expressa en enunciar que "les molècules vibraran més ràpit"), pero sempre oscilen al voltant d'una geometria reconeixible per a la molècula. |
Per a tindre una comprensió més clara de la provabilitat de que la vibració d'una molècula puga ser tèrmicament excitada, s'inspecciona el [[distribució de Boltzmann|factor de Boltzmann]] <math>\exp\left( -\frac{\Delta E}{kT} \right) </math>, on <math>\Delta E</math> és l'energia d'excitació del modo vibracional, <math>k</math> és la [[constant de Boltzmann]] i <math>T</math> és la temperatura absoluta. A 298K (25°C), uns valors típics del factor de Boltzmann són: ΔE = 500 cm<sup>-1</sup> --> 0.089; ΔE = 1000 cm<sup>-1</sup> --> 0.008; ΔE = 1500 cm<sup>-1</sup> --> 7 10<sup>-4</sup>. Açò és, si l'energia d'excitació és 500 cm<sup>-1</sup>, aproximadament el 9% de les molècules estan tèrmicament excitades a temperatura ambiente. La menor energia vibracional d'excitació és el modo de flexió (aproximadament 1600 cm<sup>-1</sup>). En conseqüència, a temperatura ambiente menys del 0,07% de totes les molècules d'una cantitat donada d'aigua vibraran més ràpit que en el zero absolut. | Per a tindre una comprensió més clara de la provabilitat de que la vibració d'una molècula puga ser tèrmicament excitada, s'inspecciona el [[distribució de Boltzmann|factor de Boltzmann]] <math>\exp\left( -\frac{\Delta E}{kT} \right) </math>, on <math>\Delta E</math> és l'energia d'excitació del modo vibracional, <math>k</math> és la [[constant de Boltzmann]] i <math>T</math> és la temperatura absoluta. A 298K (25°C), uns valors típics del factor de Boltzmann són: ΔE = 500 cm<sup>-1</sup> --> 0.089; ΔE = 1000 cm<sup>-1</sup> --> 0.008; ΔE = 1500 cm<sup>-1</sup> --> 7 10<sup>-4</sup>. Açò és, si l'energia d'excitació és 500 cm<sup>-1</sup>, aproximadament el 9% de les molècules estan tèrmicament excitades a temperatura ambiente. La menor energia vibracional d'excitació és el modo de flexió (aproximadament 1600 cm<sup>-1</sup>). En conseqüència, a temperatura ambiente menys del 0,07% de totes les molècules d'una cantitat donada d'aigua vibraran més ràpit que en el zero absolut. | ||
| Llínea 19: | Llínea 19: | ||
Com es va mencionar anteriorment, la rotació influïx fortament sobre la geometria molecular. Pero, com a moviment mecànic quàntic, s'excita a baixes temperatures (comparada en la vibració). Des d'un punt de vista clàssic, pot dir-se que més molècules rotan més ràpidament a temperatura ambiente, açò és que tenen major [[velocitat angular]] i [[moment angular]]. En llenguage de mecànica quàntica: més "eigenstates" d'alt momentum angular són poblats tèrmicament en aumentar la temperatura. Les energies d'excitació rotacionals típiques estan en l'orde d'uns pocs cm<sup>-1</sup>. | Com es va mencionar anteriorment, la rotació influïx fortament sobre la geometria molecular. Pero, com a moviment mecànic quàntic, s'excita a baixes temperatures (comparada en la vibració). Des d'un punt de vista clàssic, pot dir-se que més molècules rotan més ràpidament a temperatura ambiente, açò és que tenen major [[velocitat angular]] i [[moment angular]]. En llenguage de mecànica quàntica: més "eigenstates" d'alt momentum angular són poblats tèrmicament en aumentar la temperatura. Les energies d'excitació rotacionals típiques estan en l'orde d'uns pocs cm<sup>-1</sup>. | ||
| − | Els resultats de molts experiments [[espectroscòpia|espectroscòpics]] estan eixamplats perque involucren una mija de varis estats rotacionals. Freqüentment és difícil obtindre les geometria a partir dels espectres a altes temperatures, perque el número d'estats rotacionals rastrejats en l'experiment aumenta en incrementar-se la temperatura. En conseqüència, moltes observacions espectroscòpiques | + | Els resultats de molts experiments [[espectroscòpia|espectroscòpics]] estan eixamplats perque involucren una mija de varis estats rotacionals. Freqüentment és difícil obtindre les geometria a partir dels espectres a altes temperatures, perque el número d'estats rotacionals rastrejats en l'experiment aumenta en incrementar-se la temperatura. En conseqüència, moltes observacions espectroscòpiques només es pot esperar que conduïxquen a #geometria moleculars confiables a temperatures propenques al zero absolut. |
== Enllaços Atòmics == | == Enllaços Atòmics == | ||
| Llínea 28: | Llínea 28: | ||
== Isòmers == | == Isòmers == | ||
Els [[isòmer]]s són tipos de molècules que compartixen la mateixa fòrmula química, pero que tenen diferents #geometria, resultant en propietats molt distintes: | Els [[isòmer]]s són tipos de molècules que compartixen la mateixa fòrmula química, pero que tenen diferents #geometria, resultant en propietats molt distintes: | ||
| − | * Una substància "pura" està composta | + | * Una substància "pura" està composta de només un tipo d'isòmer d'una molècula (totes tenen la mateixa estructura geomètrica). |
* Els [[Isomeria estructural|isòmers estructurals]] tenen la mateixa fòrmula química, pero diferent ordenament físic, freqüentment formant #geometria moleculars alternes en propietats molt diferents. Els àtoms no estan enllaçats (conectats) en el mateix orde. | * Els [[Isomeria estructural|isòmers estructurals]] tenen la mateixa fòrmula química, pero diferent ordenament físic, freqüentment formant #geometria moleculars alternes en propietats molt diferents. Els àtoms no estan enllaçats (conectats) en el mateix orde. | ||
* Els [[isomeria funcional|isòmers funcionals]] són una classe especial d'isòmers estructurals, on certs grups d'àtoms exhibixen un tipo especial de comportament, com és un éter o un alcohol. | * Els [[isomeria funcional|isòmers funcionals]] són una classe especial d'isòmers estructurals, on certs grups d'àtoms exhibixen un tipo especial de comportament, com és un éter o un alcohol. | ||
| Llínea 34: | Llínea 34: | ||
* [[Plegament de proteïnes|Protein folding]], que concernix a la complexa geometria i diferents isómers que les [[proteïna]]s poden tindre. | * [[Plegament de proteïnes|Protein folding]], que concernix a la complexa geometria i diferents isómers que les [[proteïna]]s poden tindre. | ||
| − | La geometria molecular es representa en una piràmide en la qual en la punta inicial hi ha una molècula d'oxigen en càrrega negativa, quedant en les atres dos puntes dos molècules d'hidrogen en càrrega positiva, que són separades per un àngul de 104.5º; l'enllaç que unix | + | La geometria molecular es representa en una piràmide en la qual en la punta inicial hi ha una molècula d'oxigen en càrrega negativa, quedant en les atres dos puntes dos molècules d'hidrogen en càrrega positiva, que són separades per un àngul de 104.5º; l'enllaç que unix els #hidrogen en l'oxigen es diu enllaç covalent, i també existix un enllaç que unix a una atra piràmide idèntica a l'anteriorment nomenada cridat enllace pont hidrogen. |
== Tipos d'estructura molecular == | == Tipos d'estructura molecular == | ||
| Llínea 69: | Llínea 69: | ||
| [[Archiu:AX2E2-3D-balls.png|100px]] | | [[Archiu:AX2E2-3D-balls.png|100px]] | ||
| [[Archiu:Bent-3D-balls.png|100px]] | | [[Archiu:Bent-3D-balls.png|100px]] | ||
| − | | [[Aigua|H<sub>2</sub>O]], [[Difluorur | + | | [[Aigua|H<sub>2</sub>O]], [[Difluorur de oxigen|OF<sub>2</sub>]], [[Clorur de sofre (II)|SCl<sub>2</sub>]] |
|- | |- | ||
! AX<sub>2</sub>E<sub>3</sub> | ! AX<sub>2</sub>E<sub>3</sub> | ||