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Resonancia pi-sigma en el benceno
Sonia F. Jorge-Nassiff Simón L. Altmann
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Se calcula en este trabajo, la energía de resonancia del benceno, por el método de "ligaduras de valencia", derivado del de Heitler y London, introduciendo orbitales σ. Se muestra que una gran parte de la estabilidad de la molécula de benceno es debida a la interacción entre las ligaduras π-σ. La aplicación de los métodos de la mecánica cuántica al estado fundamental de una molécula diatómica permite obtener, teoricamente, la energía de disociación de la misma. Este resultado se consigue por el conocido método de Leitler y London, o cualquiera de sus sucesores. En el caso de una molécula poliatómica, un tratamiento similar es teoricamente posible pero presenta enormes dificultades prácticas, para eludir las cuales, se introduce el concepto de resonancia. En condiciones simplificatorias, el método de Heitler y London lleva a la siguiente expresion para la energía de disociación de la molécula de hidrógeno: E = Q + n ξ donde Q es una integral de Coulom, n un factor numérico y ξ una integral de intercambio. En el caso del hidrógeno las integrales necesarias son calculables, de modo que la disociación puede determinarse en forma puramente teórica. En cambio para una molécula poliatómica, si queremos usar el método derivado del de Heitler y Londonn para este caso, llamado método de las ligaduras de valencia, hay que tener en cuenta que hay varias formas posibles de apareamiento de los electrones. Ninguna de esas estructuras representa totalmente, como se pensaba en química clásica, el estado de la molécula. Cada una de ellas, sin embargo, contribuye con un cierto peso al estado total. Si además se aceptan ciertas simplificaciones, la energía de la molécula aparece dada por una expresión similar a la del hidrógeno, con las modificaciones apropiadas en el significado de los símbolos que en ella aparecen. Ahora, consideremos nuestro caso: en el la estabilidad del benceno está dada por el sistema de los electrones π y el de los σ. El tratamiento indicado nos conduce a la fórmula: E = Q" - 37,95 donde Q" es ahora un término coulombiano adicionado de un gran número de integrales de intercambio. En el estado actual de la química teórica el cálculo de Q" presenta dificultades insalvables. Por lo tanto, la energía de disociación del benceno no puede todavía calcularse. Para evitar esta dificultad se recurre a la siguiente observación: la energía de una (hipotética) estructura canónica como A (FIG.6) está dada, mediante la aproximación del apareamiento perfecto, por la fórmula: E = Q" - 34,21 de acuerdo a nuestros resultados. De aquí resulta que la energía R de la molécula de benceno referida a la estructura A que se halla dada por la diferencia, sea: E = ( 37,95 - 43,21 ) e.v. = 3,74 e.v. Esta energía se denomina "energía de resonancia", e indica en cuanto la molécula de benceno es más estable que la estructura A. En esta forma nos queda una única incógnita que puede determinarse experimentalmente. Hasta el presente, los cálculos en sistema conjugado han sido hechos usando la aproximación de Hückel (1931). Altmann hace una revisión de este concepto (Proc. Rey.Soc.A, volumen 210,1951) cuando determina los niveles electrónicos en el etileno. Siguiendo el mismo camino introducimos aquí (como lo indicamos antes) estructuras canónicas hasta ahora consideradas despreciables; una estabilidad adicional aparece entonces debida a la resonancia π-σ (abreviación que usamos para indicar la resonancia entre electrones π y los del plano). Este nuevo efecto puede ser importante porque estas estructuras son numerosas y los valores de las integrales de intercambio π-σ, calculadas por Altmann, son bastantes grandes. La correlación entre las energías de resonancia computada y observada muestra, sin embargo, que hay una cancelación parcial de errores. Se ha encontrado el error final en algunas décimas de e.V. como se esperaba. Se confirma entonces la validez de la aproximación cuando se computan energías de resonancia. Se sugiere el cálculo de los estados excitados del benceno correspondientes a las otras representaciones que ya están explicitamente indicadas en este trabajo.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1953 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1953
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