Generador de diagramas de orbitales moleculares
Escribe una molécula —O₂, N₂, CO, HF— y obtén su diagrama de niveles de energía: los orbitales atómicos a cada lado, los orbitales moleculares σ y π en el orden que tiene esa molécula, los electrones colocados según el principio de Aufbau y la regla de Hund, y el orden de enlace indicado. O consulta gratis más abajo el diagrama de O₂ rotulado y en blanco.
O empieza con un ejemplo
Diagrama de orbitales moleculares del O₂ rotulado (solución)
Los orbitales 2s y 2p de los dos átomos de oxígeno, todos los orbitales moleculares σ y π en su orden, los 12 electrones de valencia colocados, un orden de enlace de 2 y los dos electrones π* desapareados que hacen al O₂ paramagnético. Imprímelo como hoja de soluciones o repártelo como ficha de repaso.
Diagrama de orbitales moleculares en blanco para rotular
El mismo dibujo del O₂ con los electrones intactos y una línea de respuesta vacía en lugar de cada rótulo: el alumnado nombra cada orbital y deduce el orden de enlace y el magnetismo.
¿Qué es un diagrama de orbitales moleculares?
Un diagrama de orbitales moleculares (OM) es el esquema de niveles de energía de una molécula: los orbitales atómicos de cada átomo van en las columnas exteriores, los orbitales moleculares que forman van en el centro —los enlazantes (σ, π) más abajo, los antienlazantes (σ*, π*) más arriba— y los electrones se colocan de abajo arriba. Al contarlos se obtiene el orden de enlace, (enlazantes − antienlazantes) / 2, y los electrones desapareados indican que la molécula es paramagnética.
En resumen
- El orden de σ2p y π2p se invierte entre el N₂ y el O₂. Del Li₂ al N₂, la mezcla s-p sube el σ2p por encima de los dos π2p; en el O₂ y el F₂ la separación entre 2s y 2p es demasiado grande para eso y el σ2p queda por debajo de los π2p. Dibujar el O₂ con el orden del N₂ es el error más frecuente.
- Orden de enlace = (electrones enlazantes − electrones antienlazantes) / 2. El N₂ tiene 8 electrones de valencia enlazantes y 2 antienlazantes: orden 3; el O₂ tiene 8 y 4: orden 2; el He₂ tendría 2 y 2: orden 0, y por eso no existe.
- La teoría OM explica por qué el O₂ es magnético. Sus dos últimos electrones ocupan uno cada uno los dos orbitales π*2p de igual energía (regla de Hund) y quedan desapareados; se mide con una balanza magnética y una estructura de Lewis no lo muestra.
- Salen tantos orbitales como entran. Dos orbitales 1s dan σ1s y σ*1s; dos juegos de tres orbitales 2p dan σ2p, dos π2p, dos π*2p y σ*2p: seis entran, seis salen.
- En una molécula heteronuclear las dos columnas no están a la misma altura. En el CO, el NO o el HF los orbitales del átomo más electronegativo quedan más abajo y los orbitales enlazantes están más cerca de él en energía; el NO, con 11 electrones de valencia, tiene un orden de enlace de (8 − 3) / 2 = 2,5.
¿Cómo funciona el generador de diagramas de orbitales moleculares?
Escribe la molécula
Indica qué molécula o ion y cuánto detalle quieres: el diagrama completo del O₂ con todos sus electrones, uno sencillo del H₂, el N₂ junto al O₂. Basta con una frase.
Elige un estilo
Por defecto, una lámina de libro de texto limpia y plana: fondo blanco, líneas de orbital, líneas de correlación discontinuas y electrones como semiflechas. O aplica línea de tinta, 3D y otros acabados.
Refina y exporta
El resultado se abre en tu espacio de trabajo: redibuja zonas, edita los rótulos directamente en el lienzo, escala y exporta en alta resolución.
Diagramas OM de las moléculas diatómicas del segundo periodo
Electrones de valencia, orden de los orbitales, orden de enlace y magnetismo de cada molécula diatómica homonuclear del Li₂ al Ne₂, según OpenStax Chemistry 2e. La columna del orden de los orbitales es la primera que hay que comprobar en cualquier diagrama.
| Molécula | Electrones de valencia | Orden de los orbitales 2p | Orden de enlace | Magnetismo |
|---|---|---|---|---|
| Li₂ | 2 | π2p por debajo de σ2p (mezcla s-p) | 1 | Diamagnética |
| Be₂ | 4 | π2p por debajo de σ2p (mezcla s-p) | 0: no se forma | — |
| B₂ | 6 | π2p por debajo de σ2p (mezcla s-p) | 1 | Paramagnética, 2 electrones π desapareados |
| C₂ | 8 | π2p por debajo de σ2p (mezcla s-p) | 2 | Diamagnética |
| N₂ | 10 | π2p por debajo de σ2p (mezcla s-p) | 3 | Diamagnética |
| O₂ | 12 | σ2p por debajo de π2p | 2 | Paramagnética, 2 electrones π* desapareados |
| F₂ | 14 | σ2p por debajo de π2p | 1 | Diamagnética |
| Ne₂ | 16 | σ2p por debajo de π2p | 0: no se forma | — |
Solo cambia el orden de los 2p. En todas, σ2s y σ*2s están abajo del todo y σ*2p arriba del todo; lo que cambia es si σ2p queda por encima de los dos π2p (del Li₂ al N₂) o por debajo (del O₂ al Ne₂). Escribe la molécula y el diagrama se dibuja en su orden.
Orbitales enlazantes y antienlazantes: ¿en qué se diferencian?
Un orbital enlazante (σ, π) concentra densidad electrónica entre los dos núcleos y tiene menos energía que los orbitales atómicos que lo forman; un orbital antienlazante (σ*, π*) tiene un nodo entre los núcleos y más energía. Los electrones enlazantes mantienen unidos los átomos; los antienlazantes anulan parte de ese efecto.
| Orbital enlazante | Orbital antienlazante | |
|---|---|---|
| Símbolo | σ, π | σ*, π* (el asterisco indica antienlazante) |
| Energía | Menor que la de los orbitales atómicos de partida | Mayor que la de los orbitales atómicos de partida |
| Densidad electrónica entre los núcleos | Aumenta: las ondas se suman | Nula en un plano nodal: las ondas se anulan |
| Efecto sobre el enlace | Cada electrón suma ½ al orden de enlace | Cada electrón resta ½ al orden de enlace |
| Posición en el diagrama | Por debajo de las líneas de los orbitales atómicos | Por encima de las líneas de los orbitales atómicos |
| En el O₂ | σ2s, σ2p y los dos π2p: 8 electrones | σ*2s y los dos π*2p: 4 electrones; σ*2p vacío |
Revisa primero las semiflechas: las parejas apuntan en sentidos opuestos, los orbitales de igual energía reciben un electrón cada uno antes de emparejarse (regla de Hund) y ninguna línea lleva más de dos. Los dos electrones π* del O₂ dibujados como pareja son el error que hay que buscar.
¿Dónde se usan los diagramas de orbitales moleculares?
Los diagramas de orbitales moleculares se usan sobre todo en la enseñanza de química general e inorgánica —ejercicios, repaso de exámenes y diapositivas de clase— y en presentaciones de investigación sobre enlace, espectroscopía y materiales. Lo que cambia es la molécula: H₂ y He₂ al empezar, las diatómicas del segundo periodo y el CO después, orbitales frontera en química orgánica y de materiales.
Química general
Bachillerato y primer curso de universidad: diagramas OM del H₂, el He₂ y las diatómicas del segundo periodo, con el orden de enlace y el magnetismo leídos en el diagrama ya lleno.
Química inorgánica
Moléculas heteronucleares como CO, NO y HF, donde los orbitales del átomo más electronegativo quedan más abajo: la base de los carbonilos metálicos y de la teoría del campo de ligandos.
Repaso de exámenes
Comparaciones en una página, como el N₂ frente al O₂, que muestran la inversión del orden de los orbitales —lo más preguntado del tema— junto a sus órdenes de enlace y sus electrones desapareados.
Figuras de investigación y docencia
Esquemas de energía HOMO-LUMO para charlas y artículos de fotoquímica, electrónica orgánica y catálisis, donde la separación entre ambos determina lo que absorbe una molécula.
Preguntas frecuentes sobre diagramas de orbitales moleculares
¿Qué debe incluir un diagrama de orbitales moleculares rotulado?
Los orbitales atómicos de cada átomo en las columnas exteriores, cada orbital molecular en el centro con su nombre (σ2s, σ*2s, σ2p, π2p, π*2p, σ*2p), líneas discontinuas que los unen, los electrones como semiflechas y un eje de energía hacia arriba. La mayoría de los cursos pide además el orden de enlace y si la molécula es paramagnética o diamagnética.
¿Puedo conseguir un diagrama de orbitales moleculares en blanco para el alumnado?
Sí: consulta gratis la versión en blanco del O₂ en esta página, o pide cualquier molécula con las líneas de orbital vacías y cada rótulo sustituido por una línea de respuesta. La versión rotulada es su solución, así que se imprimen como pareja.
¿Por qué el O₂ es paramagnético?
Porque sus dos últimos electrones de valencia ocupan, desapareados, uno cada uno de los dos orbitales π*2p. Ambos orbitales tienen la misma energía, así que la regla de Hund coloca un electrón en cada uno antes de emparejarlos. La estructura de Lewis empareja todos los electrones del O₂ y no explica por qué el oxígeno líquido se queda pegado a un imán; el diagrama OM sí.
¿Por qué el N₂ y el O₂ tienen un orden de orbitales distinto?
Por la mezcla s-p. Del Li₂ al N₂ los orbitales 2s y 2p tienen energías cercanas, sus combinaciones σ se mezclan y el σ2p sube por encima de los dos π2p. En el O₂ y el F₂ la separación entre 2s y 2p es mayor, la mezcla no basta para cambiar el orden y el σ2p se queda por debajo de los π2p.
¿Cómo se calcula el orden de enlace con un diagrama de orbitales moleculares?
Cuenta los electrones de los orbitales enlazantes y de los antienlazantes, réstalos y divide entre dos. Para el O₂: 8 enlazantes (σ2s, σ2p y los dos π2p) menos 4 antienlazantes (σ*2s y los dos π*2p) da (8 − 4) / 2 = 2, el doble enlace de su estructura de Lewis. Un orden de enlace 0, como en el He₂ o el Ne₂, significa que la molécula no se forma.
¿Cómo se dibuja el diagrama OM de una molécula heteronuclear como el CO o el HF?
Coloca más abajo, en su propia columna, los orbitales del átomo más electronegativo. En el CO, los 2s y 2p del oxígeno quedan por debajo de los del carbono, y sus 10 electrones de valencia, los mismos que el N₂, dan un orden de enlace 3. En el HF, el 1s del hidrógeno se combina con un orbital 2p del flúor en una pareja σ y σ*, mientras que el 2s y los otros dos 2p del flúor quedan como no enlazantes: orden de enlace 1.
¿En qué se diferencia un diagrama OM de una estructura de Lewis?
La estructura de Lewis dibuja los enlaces como pares de electrones compartidos entre dos átomos; el diagrama OM reparte los electrones en orbitales de toda la molécula, ordenados por energía. Casi siempre dan el mismo orden de enlace, pero solo el diagrama OM muestra electrones desapareados como los del O₂ u órdenes fraccionarios como el 2,5 del NO. El generador de estructuras de Lewis de este sitio dibuja la otra representación.
¿Un diagrama de orbitales moleculares es lo mismo que un diagrama de orbitales?
No: el diagrama de orbitales (de cajas) muestra la configuración electrónica de un solo átomo; el de orbitales moleculares, cómo se combinan los orbitales de dos átomos. El diagrama de cajas pone 1s, 2s, 2p, etc. como cajas o líneas con hasta dos flechas; el diagrama OM coloca dos de ellos en las columnas exteriores y los orbitales moleculares entre ambos. Puedes pedir cualquiera de los dos.
¿Sirve para moléculas de más de dos átomos?
Sí, como diagramas cualitativos: el sistema π del benceno, los orbitales del agua, un salto HOMO-LUMO. Los niveles se dibujan en su orden de libro de texto, no con energías calculadas; si tienes valores de un programa de química cuántica, inclúyelos en la petición y el diagrama seguirá tus números.
¿En qué se diferencia de un generador de imágenes con IA cualquiera?
La instrucción de contenido viene integrada. Cada imagen debe seguir el dibujo de los libros de texto: energía hacia arriba, σ2p por debajo de π2p en el O₂ y el F₂ pero por encima del Li₂ al N₂, orbitales de igual energía ocupados de uno en uno antes de emparejar, cada orbital nombrado exactamente como σ, σ*, π o π*. Revisa el diagrama con tu temario antes de imprimir; en el lienzo puedes corregir cualquier rótulo en su sitio.
¿Puedo usar los diagramas en clase, en docencia o en una publicación?
Sí: los diagramas que generas son tuyos y puedes usarlos en fichas, presentaciones, apuntes, tesis y artículos. Exporta en imagen de alta resolución hasta 4K según el modelo.
¿Puedo cambiar los rótulos después de generar?
Sí. El resultado se abre en un espacio de canvas que reconoce los rótulos del diagrama: puedes editar o traducir el texto, mover líneas, redibujar una zona o cambiar colores sin regenerar la figura entera.
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