No estoy preguntando acerca de los enlaces iónicos. En este caso estoy preguntando acerca de los enlaces covalentes.
He leido esta pregunta:
¿Por qué los átomos se repelen cuando están más cerca pero se atraen cuando están más separados?
Donde Swike dice:
Entonces, ¿de dónde viene esta fuerza repulsiva? Bueno, resulta que si juegas lo suficiente con los fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica llegas a la idea de la exclusión de Pauli. Entonces, ¿qué significa exactamente que dos electrones no pueden ocupar el mismo lugar? Bueno, resulta que significa que hay una repulsión entre ellos que es proporcional a la superposición de las extensiones de su existencia. La fuerza repulsiva debida a la exclusión de Pauli es lo que surge cuando intentas acercar dos nubes de electrones (las regiones donde existen principalmente los electrones).
Entiendo que el PEP juega un papel en la repulsión de los átomos (para que no puedan acercarse demasiado) dentro de la molécula.
Pero este punto de vista supone que los átomos originales antes de entrar en el enlace covalente (que eran EM neutros) son los mismos átomos, con la misma configuración electrónica dentro de la molécula.
Ahora las moléculas comparten los átomos de la capa de electrones de valencia cuando entran en el enlace covalente y forman una molécula.
Pero cuando hacen eso, también hacen algo más, cambian su propia configuración electrónica para hacer que el enlace sea más estable, y la energía total de la molécula se vuelve más pequeña, la configuración electrónica total se vuelve más efectiva.
Ahora, al hacer eso, las capas de electrones de valencia de los átomos individuales se volverán comunes, existiendo alrededor de toda la molécula según QM.
Ahora de esta manera, la configuración electrónica de los átomos individuales ha cambiado. Esto también significará que (suponiendo que fueran EM neutrales antes del enlace), no pueden ser EM neutrales como átomos individuales al mirarlos desde el interior de la molécula.
Si observa cada átomo individual dentro de la molécula, las capas internas de estos átomos (específicamente la capa interna restante más externa) serán las capas de un electrón que crearán la repulsión PEP.
Ahora, pero dado que estos átomos individuales (cuando se los mira dentro de la molécula), ya no son EM neutrales (ya que ahora comparten algunos electrones de valencia y perdieron parcialmente esas cargas negativas), deben actuar como cargas negativas individuales por sí mismos dentro la molécula (rodeada por una capa de valencia común).
Entonces, tal como lo entiendo, la fuerza repulsiva que contrarresta la fuerza de atracción del enlace en sí (que proviene del fenómeno QM de las fuerzas de van der waals y London) creado al compartir algunos electrones de valencia, debe ser en parte PEP y en parte repulsión EM.
Entonces las fuerzas que actúan y crean el enlace:
fuerza de atracción, fenómeno QM, electrones de valencia compartidos, fuerzas de van der waals y London
PEP repulsivo
Repulsión EM entre los átomos internos individuales (ahora ya no neutrales EM) dentro de la molécula
Pregunta:
¿Es esto correcto? ¿La repulsión dentro de la molécula entre los átomos individuales proviene en parte de PEP y en parte de repulsión EM o solo de PEP?
¿Son los átomos individuales dentro de la molécula todavía realmente EM neutrales (después de compartir electrones de valencia y cambiar su propia configuración electrónica)?
¿Son los átomos individuales dentro de la molécula todavía realmente EM neutrales (después de compartir electrones de valencia y cambiar su propia configuración electrónica)?
Cuando se habla de una molécula, el concepto de un solo átomo no es válido con respecto a la distribución de electrones.
Debe distinguir entre la posición (nocional) del átomo definida por la masa del átomo, compuesta casi en su totalidad por un núcleo bastante localizado y el átomo como un núcleo con electrones a su alrededor, donde la nube de electrones no puede estar tan bien localizada. .
Por lo tanto, puede identificar un átomo en una molécula en el sentido de un centro nuclear bien definido con un núcleo y una posición asociados, pero no es tan simple definir la distribución de los electrones asociados con cada átomo. Como los electrones no se pueden distinguir, no tiene sentido hablar de un átomo eléctricamente neutro en una molécula. Sólo la neutralidad global de la molécula es significativa.
¿La repulsión dentro de la molécula entre los átomos individuales proviene en parte de la repulsión PEP y en parte EM o solo de PEP?
Al construir una función de onda para electrones en un átomo o molécula, usaría una forma que permita que el PEP se "incruste" en la estructura de la función de onda. Consulte, por ejemplo, esta página de Wikipedia sobre el determinante de Slater .
Por lo tanto, no tenemos explícitamente una fuerza como resultado del PEP, pero para satisfacer los requisitos matemáticos que el PEP impone a la función de onda, el efecto del PEP en los niveles de energía queda fuera de la resolución de las ecuaciones con estas estructuras "incrustadas".
Por lo general, no podemos calcular analíticamente funciones de onda como estas y confiar en métodos numéricos en su lugar. Por lo tanto, calcular el efecto de PEP no es práctico. Para hacerlo, sería necesario calcular usando una estructura de función de onda completamente diferente que no incorpora los principios de PEP, pero no podría relacionar significativamente los dos conjuntos de resultados. No estoy seguro de que puedas decir que el PEP siempre tiene un efecto repulsivo en una molécula.
Entonces, los resultados dependen de los efectos de atracción eléctrica (entre electrones de núcleos), repulsión eléctrica (entre electrones) y los efectos del PEP a través de los requisitos matemáticos para la estructura de la función de onda.
dmckee --- gatito ex-moderador