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Diferencia entre revisiones de «Geometría molecular»

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== Determinación de la geometría molecular ==
Las geometrías moleculares se determinan mejor a [[temperatura]]s próximas al [[cero absoluto]] porque a temperaturas más altas las moléculas presentarán un movimiento rotacional considerable. En el estado sólido la geometría molecular puede ser medida por [[Difracción de rayos X]]. Las geometrías se pueden calcular por procedimientos mecánico cuánticos ''ab initio'' o por métodos semiempíricos de modelamiento molecular. Las moléculas grandes a menudo existen en múltiples [[conformación|conformaciones]] estables que difieren en su [[geometría molecular]] y están separadas por barreras altas en la [[superficie de energía potencial]].
 
La posición de cada átomo [[S]]ese determina por la naturaleza de los [[enlace químico|enlaces químicos]] con los que se conecta a sus átomos vecinos. La geometría molecular puede describirse por las posiciones de estos átomos en el espacio, mencionando la [[longitud de enlace]] de dos átomos unidos, [[ángulo de enlace]] de tres átomos conectados y [[ángulo de torsión]] de tres enlaces consecutivos.
 
== Geometria molecular ==
Dado que el movimiento de los átomos en una molécula está determinado por la mecánica cuántica, uno debe definir el "movimiento" de una manera cuántica.
Los movimientos cuánticos (externos) de tra[[s]]l[[a]]cióntraslación y ro[[ta]]ció[[n]]rotación cambian fuertemente la geometría molecular. (En algún grado la rotación influye en la geometría por medio de la [[fuerza de Coriolis]] y la [[distorsión centrífuga]], pero son despreciables en la presente discusión).
Un tercer tipo de movimiento es la vibración, un movimiento interno de los átomos en una molécula. Las vibraciones moleculares son armónicas (al menos en una primera aproximación), lo que [[satan]] significa que los átomos oscilan en torno a su posición de [[equilibrio]], incluso a la temperatura del cero absoluto. En el cero absoluto todos los átomos están en su estado vibracional [[estado basal|basal]] y muestran movimiento mecánico cuántico de [[energía del punto cero|punto cero]], esto es, la función de onda de un modo vibracional simple no es un pico agudo, sino un exponencial de ancho finito. A temperaturas mayores, los modos vibracionales pueden ser excitados térmicamente (en un interpretación clásica, esto se expresa al enunciar que "las moléculas vibrarán más rápido"), pero siempre oscilan alrededor de una geometría reconocible para la molécula.
 
Para tener una comprensión más clara de la probabilidad de que la vibración de una molécula pueda ser térmicamente excitada, se inspecciona el [[distribución de Boltzmann|factor de Boltzmann]] <math>\exp\left( -\frac{\Delta E}{kT} \right) </math>, donde <math>\Delta E</math> es la energía de excitación del modo vibracional, <math>k</math> es la [[constante de Boltzmann]] y <math>T</math> es la temperatura absoluta. A 298K (25&nbsp;°C), unos valores típicos del factor de Boltzmann son: 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>. Esto es, si la energía de excitación es 500&nbsp;cm<sup>-1</sup>, aproximadamente el 9% de las moléculas están térmicamente excitadas a temperatura ambiente. La menor energía vibracional de excitación es el modo de flexión (aproximadamente 1600&nbsp;cm<sup>-1</sup>). En consecuencia, a temperatura ambiente menos del 0,07% de todas las moléculas de una cantidad dada de agua vibrarán más rápido que en el cero absoluto.
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