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GEOMETRÍA MOLECULAR

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SI PUDIÉRAMOS OBSERVAR LAS MOLÉCULAS POR DENTRO CON UN POTENTE LENTE, VERÍAMOS QUE LOS ÁTOMOS QUE LAS CONFORMAN SE UBICAN EN EL ESPACIO EN POSICIONES BIEN DETERMINADAS. EL ORDENAMIENTO TRIDIMENSIONAL DE LOS ÁTOMOS EN UNA MOLÉCULA SE LLAMA GEOMETRÍA MOLECULAR.

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LA POSICIÓN DE LOS ELECTRONES En una molécula con enlaces

covalentes hay pares de electrones que participan en los enlaces, y electrones desapareados, que no intervienen en los enlaces

La interacción eléctrica que se da entre estos pares de electrones, determina la disposición de los átomos en la molécula para minimizar repulsión electrostática

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GEOMETRÍA MOLECULAR

R.J. Gilliespie y R. Nyholm desarrollaron un modelo basado en un criterio electrostático para predecir la geometría de la molécula, denominado REPULSIÓN DE PARES DE ELECTRONES DE VALENCIA (RPEV)

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MODELO RPEV En el modelo de RPEV se suelen

utilizar las siguientes letras para representar a los

compuestos: - A: átomo central - X: Ligandos o átomos unidos al

átomo central -E: pares de electrones solitarios

asociados al átomo central

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MODELO RPEVPredice 6 geometrías:LinealTrigonal planaTrigonal angularTetraédrica regularTetraédrica piramidalAngular

GEOMETRÍA MOLECULARPares electrónicos

Electrones libres

Geometría Molecular

Valor angular

Fórmula molecular o hibridación

Figura representativa

Ejemplos

2 0 Lineal 180⁰ sp ó AX2 --A-- BeH2

3 0 TrigonalPlana

120⁰ sp2 o AX3

ABCl3, AlCl3

2 2 Trigonal angular

< 120⁰ sp2 o AX2E .. A

SnCl2

4 0 Tetraédrica 109,5⁰ sp3 o AX4 A

CH4

3 2 Piramidal trigonal

< 109⁰ sp3 o AX3E . . A

NH3,

2 4 Angular 104,5⁰ sp3 o AX2E2 . . A . .

H2O, SCl2

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LA HIPÓTESIS PRINCIPAL DEL MODELO RPEVLas regiones de alta concentración de electrones (enlaces y pares libres) se repelen entre sí

Los enlaces y los pares se sitúan de forma que estén lo más alejados posible entre sí

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AX4 →tetraédrica

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POLARIDAD MOLECULARCuando dos átomos diferentes se

unen, formando un enlace, se produce un leve desplazamiento de los electrones del enlace hacia el átomo más electronegativo.

La molécula adquiere un cierto grado de polarización que depende de la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman el enlace.

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POLARIDAD Los enlaces covalentes y las moléculas

unidas por ellos pueden ser: Polares: existe una distribución asimétrica de

los electrones, el enlace o la molécula posee un polo (+) y uno (-), o un dipolo.

No polares: existe una distribución simétrica de los electrones, produciendo un enlace o una molécula sin dipolo.

En laces covalentes polares

Enlaces covalentes no polares

δ+H—Fδ- H--H

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EL MOMENTO DIPOLAR (U)

Es una medida cuantitativa de la polaridad de una molécula.

Mientras mayor sea el desplazamiento electrónico en la molécula, mayor es su momento dipolar

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El momento dipolar es una magnitud vectorial, es el producto de la carga de uno de los átomos por la distancia entre ambos.

Su dirección es la línea que une los núcleos de ambos átomos. Su sentido se toma por convenio del polo positivo hacia el negativo

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CL BE CL3,0 1,5 3,0

3-1,5=1,51,5-1,5=0POR LO TANTO EL VECTOR RESULTANTE ES CERO, LA MOLÉCULA ES NO POLAR

SI LA SUMA ES DISTINTA DE CERO ES POLAR

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FUERZAS INTERMOLECULARES

Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas intramoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente).

Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan las propiedades químicas de las sustancias.

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INTERACCIONES MOLECULARES

PUENTE DE HIDRÓGENO

ATRACCIÓN DIPOLO-DIPOLO

ATRACCIÓN IÓN-DIPOLO

FUERZAS DE LONDON

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ATRACCIÓN DIPOLO - DIPOLO

Este tipo de interacción aparece solamente entre moléculas polares. Además, son proporcionales a los valores de los momentos dipolares de las moléculas.

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FUERZAS DIPOLO-DIPOLO

Las moléculas polares se atraen cuando el extremo positivo de una de ellas está cerca del negativo de otra.

Se establecen atracciones cuya intensidad depende de la carga de su dipolo (ley de Coulomb)

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dipolo-dipolo

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FUERZAS IÓN-DIPOLO

* Son atracciones entre un ión y el polo de carga opuesta de una molécula polar.

* La magnitud de la atracción aumenta con la carga del ión y la carga del dipolo.

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IÓN- DIPOLO

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FUERZAS DE LONDON O FUERZAS DE VAN DER WAALS

Son fuerzas muy débiles. Y surgen en moléculas NO POLARES Se producen cuando estas moléculas no

tienen polos y son inducidas a provocar un desplazamiento momentáneo.

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OTRAS FUERZAS DE VAN DER WAALS

Fuerzas de dispersión: Dipolo inducido-dipolo inducido Donde una molécula polar induce un dipolo en

otra molécula no polar, generándose un polo positivo y otro negativa al que se le llama DIPOLO TRANSITORIO; originándose, de esta forma, la atracción electrostática.

Esta fuerza explica la disolución de algunos gases apolares (Cl2) en disolventes polares.

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LAS FUERZAS: DE DISPERSIÓN DE LONDON, LAS FUERZAS DIPOLO-DIPOLO, DIPOLO- DIPOLO INDUCIDO INTEGRAN LAS LLAMADAS FUERZAS DE VAN DER WAALS.

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Fuerzas de dispersión o de LondonPor un instante, las nubes electrónicas se distorsionan y forman un dipolo momentáneo. Polarizabilidad: facilidad para deformar la nube electrónica.

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FUERZAS DIPOLO- DIPOLO INDUCIDO

Al acercarse un dipolo a una molécula no polar genera sobre ésta una distorsión de la nube de e-, originando un dipolo transitorio.

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•El puente de hidrógeno es un tipo de interacción dipolo- dipolo particularmente fuerte, que se trata por separado por ser unos pocos los elementos que participan en su formación.

•Los iones y los dipolos se atren entre sí mediante fuerzas electrostáticas ión-dipolo que no son fuerzas de van der Waals.

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PUENTE DE HIDRÓGENO * Son un tipo especial de

atracción dipolo-dipolo.* Ocurre en moléculas muy

polares que poseen átomos muy electronegativos (F, O, N) unidos a hidrógeno. Ejemplos: HF; H2O y NH3.

* La unión se establece entre los pares de e- libres y el átomo de H.

* Son fuerzas intermoleculares muy intensas y permanentes.

H2O liq.

H2O sól.

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Enlace de hidrógeno

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Las interacciones moleculares ordenadas en forma decreciente son:- -Iónicas-- atracción ión-dipolo--puente de hidrógeno-- atracción dipolo-dipolo-- fuerzas de van der Waals