Semana 7

Qumica General AI

GEOMETRA MOLECULAR

Teora de la repulsin de pares electrnicos de la capa de valencia (TRPECV)

Teora enlace valencia (TEV)

Existen cuatro teoras que tratan sobre el enlace qumico:

Teora del Octeto de Lewis.

Teora de la repulsin de pares electrnicos de la capa de valencia (TRPECV).

Teora del enlace de valencia (TEV).

Teora de orbitales moleculares (TOM).

Forma molecular est determinada por:

Distancia de enlace Distancia en lnea recta,

entre los ncleos de los dos tomos enlazados.

Angulo de enlace Angulo formado entre dos

enlaces que contienen un tomo en comn.

Geometra Molecular

TEORA DE LEWIS

Los electrones de valencia juegan un papel fundamental en el enlace qumico.

La transferencia de electrones conduce a los enlaces inicos.

Cuando se comparten uno o ms pares de electrones se forma un enlace covalente.

Los electrones se transfieren o se comparten de manera que los tomos adquieren una configuracin de gas noble: el octeto. Gilbert Newton Lewis

(1875-1946).

Teora de repulsin de los pares electrnicos de la capa de valencia (RPECV)

La geometra que adopta la molcula es aquella en que la repulsin

de los pares de electrones de la capa de valencia (enlazantes o libres) es mnima

Dos reglas generales:

Los dobles y triples enlaces se pueden tratar como enlaces sencillos.

Si una molcula tiene dos o ms estructuras resonantes, se puede aplicar el modelo RPECV a cualquiera de ellas

En el modelo de RPECV, las molculas se dividen en dos categoras:

Las que tienen pares de electrones libres en el tomo central.

Las que no tienen pares de electrones libres en el tomo central.

O = O - O O - O = O

La Teora de RPECV: Prediccin de la geometra molecular

a) Se dibuja la estructura de Lewis.

b) Se cuenta el n de pares de e- de enlace y de no enlace alrededor

del tomo central y se colocan de forma que minimicen las

repulsiones: Geometra de los pares de e-. (Geometras ideales) c) La geometra molecular final vendr determinada en funcin de la

importancia de la repulsin entre los pares de e- de enlace y de no

enlace.

PNC PNC > PNC - PE > PE-PE PNC = Par de no enlace; PE= Par de enlace

Menor repulsin !

CH4 CH

H

H

HEstructura de Lewis:

109.5 90

NO3-

Los dobles enlaces son ignorados en RPECV

N de pares de

e-

Geometra Angulo de

enlace

2 (AX2) Linear 180o

3 (AX3) Trigonal Planar 120o

4 (AX4) Tetrahedral 109.5o

5 (AX5) Trigonal

Bipyramidal

90o / 120o

6 (AX6) Octahedral 90o

Geometra ideal

Geometra molecular

N pares de e-

Geometra de los pares

de e-

N pares de e-

de enlace

N pares de e-

de no enlace

Ejemplo

Geometra molecular

N pares de e-

Geometra de los pares

de e-

N pares de e-

de enlace

N pares de e-

de no enlace

Ejemplo

Geometra molecular

N pares de e-

Geometra de los pares

de e-

N pares de e-

de enlace

N pares de e-

de no enlace

Ejemplo

Geometra molecular

N pares de e-

Geometra de los pares

de e-

N pares de e-

de enlace

N pares de e-

de no enlace

Ejemplo

Los enlaces covalentes y las molculas unidas por ellos pueden ser: Polares: Existe una distribucin asimtrica de los electrones, el enlace o la molcula posee un polo + y uno -, o un dipolo No polares: Existe una distribucin simtrica de los e-, produciendo un enlace o molcula sin dipolo.

Enlaces covalentes polares

H F H F

Enlaces covalentes no polares

H-H

F-F

El grado de polaridad de un enlace covalente est

relacionado con la diferencia de electronegatividad de

los tomos unidos.

POLARIDAD

Polarity of bonds

H Cl Carga postiva pequea

Menor electronegatividad Carga negativa pequea

Mayor electronegatividad

Para determinar si una molcula es polar, necesitamos conocer dos cosas:

1- La polaridad de los enlaces de la molcula.

2- La geometra molecular

CO2

Cada dipolo C-O se anula porque la molecula es lineal

Los dipolos H-O no se anulan porque la molecula no es lineal, sino bent.

H2O

Si hay pares de no enlace la molcula es polar.

Si los pares de e- son de enlace, la molcula es no polar. Cuando los pares estn distribuidos simtricamente alrededor del tomo central.

Un mtodo para explicar el enlace puede ser la Teora del Enlace de

Valencia: Los enlaces se forman por el traslape de dos orbitales atmicos (dos

orbitales comparten una regin comn del espacio) El enlace se forma cuando la energa potencial del sistema alcanza un

valor mnimo (punto de mxima estabilidad)

Teora del Enlace de Valencia (TEV)

Hibridacin de los orbitales atmicos para formar enlaces covalentes:

Orbitales hbridos Son orbitales atmicos que se obtienen cuando dos o ms

orbitales no equivalentes del mismo tomo se combinan preparndose para la formacin del enlace covalente.

Tipos de hibridaciones hibridacin sp3

hibridacin sp2

hibridacin sp2

hibridacin sp3d

hibridacin sp3d2

Orbitales Atmicos

Orbitales Hbridos

Geometra Ejemplos

Orbitales atmicos; Hibridacin

Orbitales atmicos; Hibridacin

Orbitales Atmicos

Orbitales Hbridos

Geometra Ejemplos

BeF2

Be 1s2 2s2

Hibridacin de

orbitales

F 1s2 2s2p5

promocin

Hibridacin sp

1 orbital s 1 orbital p

Orbitales p

Orbitales sp hbridos

Be

2 orbitales sp

(distribucin lineal)

1 orbital s 2 orbitales p

3 orbitales sp2

(distribucin triangular plana)

BF3

B 1s2 2s2p1

Promocin hibridacin

Hibridacin sp2

2s 2p

Hibridacin sp3

CH4 C 1s2 2s2p2 Promocin hibridacin

1 orbital s 3 orbitales p 4 orbitales sp3

(distribucin tetradrica)

NH3 H2O

1 orbital s + 3 orbitales p + 1 orbital d

1 orbital s + 3 orbitales p + 2 orbital d

PCl5, SF4, ClF3, I3-

BrF5, SF6, XeF4

5 orbitales sp3d (distribucin bipirmide trigonal)

Hibridacin sp3d

Hibridacin sp3d2

6 orbitales sp3d2

(distribucin octadrica)

Diferencias entre modelo RPECV y modelo de TEV

RPECV TEV

No se tienen en cuenta

los cambios energticos

en la formacin del

enlace.

Una molcula estable se forma

a partir de la reaccin de los

tomos cuando Energa

potencial ha disminuido al

mximo.

Analiza todos los enlaces

covalentes por igual y no

ofrece explicacin entre

las diferencias entre los

enlaces covalentes

Debido a que los orbitales

implicados no son siempre del

mismo tipo, las energas de

enlace y las longitudes de

enlace son distintas en

diferentes compuesto