¿Puede la temperatura afectar la forma y el tamaño de los orbitales moleculares?

Answer 1

Si y no. Tenga en cuenta que un orbital molecular es una propiedad de una molécula individual , mientras que la temperatura es una propiedad global de un conjunto estadístico de moléculas. Una molécula individual no tiene una temperatura única y bien definida. Así que la estructura de un MO no puede tener una dependencia directa de la temperatura.

Dicho esto, las diferentes condiciones ambientales que resultan de los cambios de temperatura pueden afectar la forma y la energía de las OM. Como ejemplo extremo, considere la diferencia entre el hielo y el agua líquida.
Arriba está la estructura cristalina del hielo. Si miras, verás que cada molécula de agua (los círculos grandes blancos y pequeños negros) tiene enlaces de hidrógeno (los cilindros blancos) dispuestos alrededor de ellos de la misma manera. Estos enlaces de hidrógeno distorsionan la forma y las energías de las MOs del agua al polarizarlas , empujando y tirando de la densidad electrónica en diferentes direcciones.

Sin embargo, el agua líquida es una situación diferente. Si bien las moléculas de agua adyacentes siguen prefiriendo tener enlaces de hidrógeno en la disposición que se muestra arriba (es decir, es una configuración de menor energía), hay suficiente energía térmica alrededor que no están bloqueadas en esa posición y fluyen libremente entre ellas. Como resultado, la polarización promedio de las moléculas de agua MO cambiará, debido a que el número promedio y la dirección de los enlaces de hidrógeno es diferente que en el hielo.

Answer 2

No. La temperatura no afecta el tamaño y la forma de los orbitales. Los orbitales son “casas” en las que viven los electrones. Si cuesta (en energía) el electrón demasiado para vivir en una mansión (un orbital en estado excitado) se mueve a un lugar más pequeño, tal vez donde comenzó: ese pequeño bungalow apodado amorosamente “el estado fundamental”. Lo contrario es cierto si el electrón se encuentra a ras de efectivo de Hartree.

Pero como bien señala Mark Whitfield (ver más arriba), la temperatura de las moléculas que interactúan PUEDE cambiar la forma orbital. El hamiltoniano está ligeramente perturbado y proporciona una energía diferente a la esperada, por lo que corresponde a un orbital de diferente forma.