Un orbital no enlazante , también conocido como orbital molecular no enlazante (NBMO), es un orbital molecular cuya ocupación por electrones no aumenta ni disminuye el orden de enlace entre los átomos involucrados . Los orbitales no enlazantes a menudo se designan con la letra n en los diagramas de orbitales moleculares y las notaciones de transición electrónica . Los orbitales no enlazantes son el equivalente en la teoría de orbitales moleculares de los pares solitarios en las estructuras de Lewis . El nivel de energía de un orbital no enlazante está típicamente entre la energía más baja de un orbital de enlace de capa de valencia y la energía más alta de un orbital antienlazante correspondiente . Como tal, un orbital no enlazante con electrones comúnmente sería un HOMO ( orbital molecular más alto ocupado ).
Según la teoría de orbitales moleculares, los orbitales moleculares a menudo se modelan mediante la combinación lineal de orbitales atómicos . En una molécula diatómica simple como el fluoruro de hidrógeno ( fórmula química : ), un átomo puede tener muchos más electrones que el otro. Se crea un orbital de enlace sigma entre los orbitales atómicos con simetría similar. Algunos orbitales (por ejemplo, los orbitales p x y p y del flúor en ) pueden no tener otros orbitales con los que combinarse y convertirse en orbitales moleculares no enlazantes. En el ejemplo, los orbitales p x y p y mantienen la forma de orbitales p x y p y pero cuando se ven como orbitales moleculares se piensa que no son enlazantes. La energía del orbital no depende de la longitud de ningún enlace dentro de la molécula. Su ocupación no aumenta ni disminuye la estabilidad de la molécula, en relación con los átomos, ya que su energía es la misma en la molécula que en uno de los átomos. Por ejemplo, en el estado fundamental de la molécula diatómica de fluoruro de hidrógeno hay dos orbitales estrictamente no enlazantes; estos orbitales moleculares están localizados en el átomo de flúor y están compuestos por orbitales atómicos de tipo p cuya orientación es perpendicular al eje internuclear. Por lo tanto, no pueden superponerse ni interactuar con el orbital de valencia de tipo s en el átomo de hidrógeno.
Aunque los orbitales no enlazantes suelen ser similares a los orbitales atómicos de su átomo constituyente, no es necesario que sean similares. Un ejemplo de orbital no enlazante es el orbital no enlazante del anión alilo , cuya densidad electrónica se concentra en el primer y tercer átomo de carbono. [1]
En la teoría de orbitales moleculares canónicos totalmente deslocalizados, suele suceder que ninguno de los orbitales moleculares de una molécula sea estrictamente de naturaleza no enlazante. Sin embargo, en el contexto de los orbitales moleculares localizados , el concepto de un orbital lleno y no enlazante tiende a corresponder a los electrones descritos en términos de la estructura de Lewis como "pares solitarios".
Existen varios símbolos que se utilizan para representar orbitales no enlazantes desocupados. Ocasionalmente, se utiliza n* , en analogía con σ* y π*, pero este uso es poco común. A menudo, se utiliza el símbolo del orbital atómico, más a menudo p para el orbital p; otros han utilizado la letra a para un orbital atómico genérico. (Según la regla de Bent, los orbitales desocupados para un elemento del grupo principal son casi siempre de carácter p, ya que el carácter s es estabilizador y se utilizará para orbitales enlazantes. Como excepción, el LUMO del catión fenilo es un orbital atómico sp x ( x ≈ 2), debido a la restricción geométrica del anillo de benceno). Finalmente, Woodward y Hoffmann utilizaron la letra ω para orbitales no enlazantes (ocupados o desocupados) en su monografía Conservation of Orbital Symmetry .
Los electrones en orbitales moleculares no enlazantes pueden sufrir transiciones electrónicas como transiciones n→σ* o n→π*. Por ejemplo, las transiciones n→π* pueden observarse en la espectroscopia ultravioleta-visible de compuestos con grupos carbonilo , aunque la absorbancia es bastante débil. [2]
