Comparación de los puntos de fusión alcalino y alcalinotérreo - Teoría MO

Question

Si se comparan los puntos de fusión de los metales alcalinos y alcalinotérreos, se observa que estos últimos tienen puntos de fusión más altos. Sin embargo, si nos fijamos en la teoría MO, los metales alcalinotérreos deberían tener ocupada una proporción bastante considerable de la parte antienlace de las bandas (aunque haya un solapamiento con la banda p). Entonces, ¿por qué debería ser más fuerte el enlace en los metales alcalinotérreos?

(Me doy cuenta de que, según el modelo del mar de electrones, basta con decir que los metales alcalinotérreos aportan dos electrones, no sólo uno, lo que resuelve el problema. La teoría MO también debería ser aplicable, así que ¿qué estoy pasando por alto)?

Answer 1

De "La naturaleza de las fuerzas interatómicas en los metales" de Linus Pauling

T en el metal es compatible con los tratamientos de mecánica cuántica que se han dado al de problema, y permite comprender propiedades tales como la relación de aproximadamente 1,5 de energía cristalina de los metales alcalinos a la energía de enlace de sus moléculas diatómicas (siendo el aumento la contribución de la energía de resonancia), y el aumento de la distancia interatómica en un 15 por ciento de la molécula diatómica al cristal. Los metales alcalinotérreos, al asumir la configuración nsnp, pueden formar el doble de enlaces que los alcalinos. Del mismo modo, la suc elementos de la tabla periódica pueden formar enlaces en número creciente.

Tienes razón en el hecho de que los metales alcalinotérreos no deberían enlazarse si sólo consideramos sus niveles de energía atómica más altos. La energía de disociación de los grupos diatómicos de los metales alcalinotérreos es baja.

Sin embargo, la energía de disociación es mayor para los tetraatómicos, como muestra este estudio computacional: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0039602885902328

Ahora bien, la razón por la que los metales alcalinotérreos tienen puntos de fusión más altos se debe a los orbitales p. El estudio anterior relaciona la hibridación p con la fuerza de enlace. Y también lo hace este estudio: http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jcp/77/8/10.1063/1.444313

Ambas revistas afirman que los orbitales p intervienen en el enlace. Y cuanto más intervienen los orbitales p en el enlace, más fuerte es éste. Esta tendencia se observa en los metales alcalinotérreos. El berilio, que tiene el punto de fusión más alto, también tiene más orbitales p. Fíjate también en la densidad de estados de los metales alcalinos y alcalinotérreos: http://www.colorado.edu/engineering/MCEN/MCEN5024/

Se puede ver que no todos los orbitales p están completamente por encima de los orbitales s.

Así que, para responder a su pregunta. La razón por la que los metales alcalinotérreos tienen puntos de fusión más altos se debe a los orbitales p. Como afirma Pauli en su revisión, los orbitales np se "hibridan" con los orbitales s. Esto permite que se formen más enlaces.

Creo que los orbitales p participan en el enlace en los metales alcalinos. Pero no he podido encontrar información que compare directamente la "hibridación" de orbitales p de metales alcalinos y alcalinotérreos.