En química , los electrones deslocalizados son electrones de una molécula , ion o metal sólido que no están asociados a un solo átomo ni a un enlace covalente . [1]
El término deslocalización es general y puede tener significados ligeramente diferentes en distintos ámbitos:
En el anillo aromático simple del benceno , la deslocalización de seis electrones π sobre el anillo C 6 a menudo se indica gráficamente mediante un círculo. El hecho de que los seis enlaces CC sean equidistantes es una indicación de que los electrones están deslocalizados; Si la estructura tuviera dobles enlaces aislados que se alternaran con enlaces simples discretos, el enlace también tendría longitudes más largas y más cortas alternadas. En la teoría del enlace de valencia , la deslocalización en el benceno está representada por estructuras de resonancia .
Los electrones deslocalizados también existen en la estructura de los metales sólidos. La estructura metálica está formada por iones positivos alineados ( cationes ) en un "mar" de electrones deslocalizados. Esto significa que los electrones tienen libertad para moverse por toda la estructura, y da lugar a propiedades como la conductividad .
En el diamante, los cuatro electrones externos de cada átomo de carbono están "localizados" entre los átomos en un enlace covalente. El movimiento de los electrones está restringido y el diamante no conduce corriente eléctrica. En el grafito , cada átomo de carbono utiliza sólo 3 de sus 4 electrones de nivel de energía externo 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. Los electrones deslocalizados pueden moverse libremente por todo el plano. Por esta razón, el grafito conduce la electricidad a lo largo de los planos de los átomos de carbono, pero no en dirección perpendicular al plano.
Los métodos estándar de química cuántica ab initio conducen a orbitales deslocalizados que, en general, se extienden sobre una molécula entera y tienen la simetría de la molécula. Los orbitales localizados pueden entonces encontrarse como combinaciones lineales de los orbitales deslocalizados, dadas por una transformación unitaria apropiada .
En la molécula de metano, los cálculos ab initio muestran el carácter de enlace en cuatro orbitales moleculares, compartiendo los electrones de manera uniforme entre los cinco átomos. Hay dos niveles de orbitales, un orbital molecular de enlace formado a partir del orbital 2s del carbono y orbitales moleculares de enlace triplemente degenerados de cada uno de los orbitales 2p del carbono. Los orbitales sp 3 localizados correspondientes a cada enlace individual en la teoría del enlace de valencia se pueden obtener a partir de una combinación lineal de los cuatro orbitales moleculares.