Química orgánica: ¿cuál es un buen recurso para aprender todo sobre la teoría de la órbita atómica?

Si desea una INTRODUCCIÓN rigurosa a los orbitales atómicos y moleculares (no obtendrá mucho HOMO / LUMO en este libro), le recomiendo los Capítulos 3-7 de los Principios de química moderna de Oxtoby. Mantiene las simplificaciones de mierda sin explicaciones al mínimo, aunque obviamente tiene que hacer ciertas suposiciones o esos capítulos se convertirían en un libro de texto masivo por sí mismos. Aún así, establece cuándo hace estas suposiciones, y generalmente trata de convencerlo de por qué son suposiciones válidas. Las cosas que cubriría incluyen:

  • Capítulo 3: Cómo solíamos ver los enlaces químicos a través del electromagnetismo clásico (piense en aplicar la ley de Coulomb para ver los enlaces químicos como la distancia óptima entre los núcleos atómicos donde la energía potencial electrostática es la más baja para el sistema de núcleos atómicos).
  • Capítulo 4: Por qué comenzamos a creer en la mecánica cuántica, y qué significa “cuántica” (Básicamente, la energía es discreta, no continua. También aprende a resolver la ecuación de Schrodinger, aunque solo trabajará con los casos simples por el momento versión independiente)
  • Capítulo 5: Cómo se puede aplicar la mecánica cuántica para crear orbitales atómicos (Finalmente se ven cuáles son los “orbitales atómicos”).
  • Capítulo 6: Cómo se pueden aplicar los orbitales atómicos para crear orbitales moleculares (se aprende cómo se crean los orbitales moleculares, cuán complejo puede ser matemáticamente y diferentes formas para que podamos adivinar cómo se verán y sus energías).
  • Capítulo 7: Cómo se muestran los orbitales moleculares en las moléculas orgánicas (Aquí no se aprenden los mecanismos orgánicos, solo los orbitales moleculares de algunos grupos funcionales orgánicos comunes y algunas de sus propiedades).

Para centrarse en la unión química, y menos en los orbitales atómicos, un clásico es Orbitales moleculares y reacciones químicas orgánicas de Ian Fleming (la versión anterior también es buena). Para su primera lectura, personalmente recomiendo no quedar demasiado atrapado con las ecuaciones; Me centraría en la esencia del texto y los diagramas.

Otro buen recurso sería Stereoelectronic Effects de Kirby. Es el libro más corto de esta lista, y en su mayoría evita ecuaciones y se enfoca en imágenes y explicaciones. Introduce los orbitales y la teoría HOMO-LUMO en el Capítulo 1, y hace un muy buen trabajo al transmitir el mensaje sin profundizar demasiado en el tema.

Finalmente, si tiene algo de tiempo, o si prefiere ver (buenos) videos de conferencias, la mejor serie de conferencias en línea que puedo recomendar es la serie Yale “Freshman Organic Chemistry” del profesor McBride: Freshman Organic Chemistry I (También está la Parte II, si tiene tiempo para ello, pero la Parte I es suficiente para lo que está buscando en este momento, lo que creo que es la teoría orbital que se acumula a las interacciones HOMO-LUMO.) Comienza con muy pocos supuestos y se acumula como el Oxtoby el libro de texto sí, pero él entra en HOMO-LUMO (y más). Toda la serie es muy interesante, y desarrollé muchas ideas al pensar en lo que presenta.

Como nota al margen: si se siente preparado para el desafío, algunos recursos mucho más rigurosos (que aún se relacionan directamente con la química orgánica) incluyen:

  • Química orgánica avanzada de Carey & Sundberg (Partes A y B)
  • Química Orgánica Física Moderna por Anslyn y Dougherty
  • Notas de la conferencia CHEM 206 de Harvard del profesor Evans
  • Estructura química y enlaces de Gray & DeKock (si realmente tiene curiosidad acerca de los orbitales, ya que este libro no se centra en la química orgánica)

Sé que omití muchos recursos geniales de química orgánica que también harían un gran trabajo construyendo HOMO-LUMO; Estos son los que realmente he usado, me han quedado, y a los que constantemente me encuentro volviendo por más.

¡Espero que esto ayude!

La clase de niño grande para aprender sobre los orbitales es la mecánica cuántica. Busque un curso de mecánica cuántica en línea y encontrará uno. Tendrá que estar bien versado en álgebra lineal y cálculo multivariado. Las ecuaciones diferenciales también son útiles.

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Como se respondió anteriormente, consulte cursos gratuitos en línea para obtener una estructura de aprendizaje general.

En lo que respecta a HOMO-LUMO, también debe aprender la teoría de la base ácido-blanda dura (HSAB), la simetría molecular, la teoría de grupos de puntos y la mecánica cuántica elemental. No estoy seguro de qué tipo de trabajo avanzado planea hacer, pero será una base sólida para la mayoría de la química. Son difíciles pero también extremadamente esclarecedores.