Electrón deslocalizado

En química , los electrones deslocalizados son electrones en una molécula , ion o metal sólido que no están asociados con un solo átomo o un enlace covalente . ^{[ 1 ]}

El término deslocalización es general y puede tener significados ligeramente diferentes en distintos campos:

• En química orgánica , se refiere a la resonancia en sistemas conjugados y compuestos aromáticos .
• En física del estado sólido , se refiere a los electrones libres que facilitan la conducción eléctrica .
• En química cuántica , se refiere a los electrones de los orbitales moleculares que se extienden a lo largo de varios átomos adyacentes.

En el anillo aromático simple del benceno , la deslocalización de seis electrones π sobre el anillo C6 _se suele representar gráficamente con un círculo. El hecho de que los seis enlaces C-C sean equidistantes indica que los electrones están deslocalizados; si la estructura tuviera enlaces dobles aislados alternados con enlaces simples discretos, el enlace también presentaría longitudes alternas, más largas y más cortas. En la teoría del enlace de valencia , la deslocalización en el benceno se representa mediante estructuras de resonancia .

Los electrones deslocalizados también existen en la estructura de los metales sólidos. La estructura metálica consiste en iones positivos alineados ( cationes ) en un "mar" de electrones deslocalizados. Esto significa que los electrones son libres de moverse por toda la estructura, lo que da lugar a propiedades como la conductividad .

En el diamante , los cuatro electrones externos de cada átomo de carbono se encuentran localizados entre los átomos mediante enlaces covalentes. El movimiento de los electrones está restringido y el diamante no conduce la electricidad. En el grafito , cada átomo de carbono utiliza solo tres de sus cuatro electrones externos para unirse covalentemente a otros tres átomos de carbono en un plano. Cada átomo de carbono aporta un electrón a un sistema deslocalizado de electrones que también forma parte del enlace químico. Estos electrones deslocalizados pueden moverse libremente por todo el plano. Por esta razón, el grafito conduce la electricidad a lo largo de los planos de átomos de carbono, pero no en direcciones perpendiculares a dichos planos.

Los métodos estándar de química cuántica ab initio conducen a orbitales deslocalizados que, en general, se extienden por toda la molécula y poseen la simetría de la misma. Los orbitales localizados pueden obtenerse como combinaciones lineales de los orbitales deslocalizados, mediante una transformación unitaria apropiada .

En la molécula de metano, los cálculos ab initio muestran un carácter enlazante en cuatro orbitales moleculares, que comparten los electrones de manera uniforme entre los cinco átomos. Existen dos niveles orbitales: un orbital molecular enlazante formado a partir del orbital 2s del carbono y orbitales moleculares enlazantes triplemente degenerados a partir de cada uno de los orbitales 2p del carbono. Los orbitales sp³ localizados, ^{correspondientes} a cada enlace individual en la teoría del enlace de valencia, se pueden obtener mediante una combinación lineal de los cuatro orbitales moleculares.

• Corriente anular aromática
• Electride
• electrón solvatado