GEOMETRÍA MOLECULAR

OBJETIVOS Dibujar la geometría molecular usando la teoría de repulsión de los pares electrónicos de valencia

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 tridemensional de los átomos en una molécula se llama geometría molecular.

En una molécula con enlaces covalentes hay pares de electrones que participan en los enlaces o electrones enlazantes, y electrones desapareados, que no intervienen en los enlaces o electrones no enlazantes. La interacción eléctrica que se da entre estos pares de electrones, determina la disposición de los átomos en la molécula

¿CÓMO SABER LA GEOMETRÍA DE UNA MOLÉCULA? Uno de los métodos para predecir la geometría molecular aproximada, está basada en la teoría de repulsión electrónica de los pares de electrones de valencia alrededor de un átomo central (TREPV), se separan a la mayor distancia posible para minimizar las fuerzas de repulsión. Estas repulsiones determinan el arreglo de los orbitales, y estos, a su vez, determinan la geometría molecular, que puede ser lineal, trigonal, tetraédrica, angular, pirámide trigonal, etc.

Teoría Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) _ TREPEV (teoría de repulsión de los pares electrónicos de valencia) _Se asume que los electrones de valencia se repelen entre sí. La forma o geometría tridimensional (3D) de la molécula será la que hace mínima las repulsiones.

La estereoquímica estudia las configuraciones o distribuciones espaciales de las moléculas. La orientación espacial que adoptan los ligandos (elementos o átomos) en torno a un elemento o átomo central es un factor importante en los procesos químicos y biológicos. Las reacciones químicas dependen de la forma que tienen las moléculas de un compuesto.

¿CÓMO DIBUJAR LA GEOMETRÍA? Para ilustrar las reglas estereoquímicas, supondremos situaciones hipotéticas con la orientación que deben adoptar un conjunto de cargas negativas en torno a una carga positiva central. Un Sistema como el descrito se orienta espacialmente de tal manera que las cargas negativas se ubiquen lo más alejadas entre sí de manera de reducir al mínimo las repulsiones entre ellas.

NOTACIÓN O FÓRMULA ESTEREOQUÍMICA ABnEm A = Elemento o átomo central B = Ligandos (elementos unidos al átomo central) n = Cantidad de ligandos E = Electrones no compartidos del elemento central. m = Cantidad de pares de electrones no compartidos

SIN PARES ELECTRÓNICOS NO COMPARTIDOS EN EL ÁTOMO CENTRAL: ABn

De acuerdo al número de pares electrónicos que rodean al elemento central, las moléculas pueden ser clasificadas en las siguientes categorías:

GEOMETRÍA LINEAL : AB2 Dos esferas negativas en torno a una positiva central, la disposición es Lineal Dos pares de electrones alrededor de un átomo central, localizados en lados opuestos y separados por un ángulo de 180º. No hay electrones libres en el átomo central

Ejemplo: BeCl2 Dos pares electrónicos: las moléculas son del tipo AB2, con distribución LINEAL Otros ejemplos: BeH2, HgCl2, CO2

Dióxido de Carbono Enlace covalente doble

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GEOMETRÍA TRIGONAL PLANA: AB3 Tres esferas negativas en torno a una positiva, disposición de triángulo equilátero. Tres pares de electrones en torno a un átomo central, separados por un ángulo de 120°. No hay electrones libres en el átomo central

Ejemplo: AlCl3 Tres pares electrónicos compartidos: la molécula es del tipo AB3, con distribución TRIANGULAR PLANA. Otros ejemplos: BeF3. AlCl3, BCl3.

En el eteno cada carbono tiene una distribución Triangular plana En el eteno cada carbono tiene una distribución Triangular plana. o sea AB3.

GEOMETRÍA TETRAÉDRICA: AB4 Cuatro esferas negativas en torno a una positiva central. Disposición tetraedro regular Cuatro pares de electrones alrededor de un átomo central, ubicados con una separación máxima equivalente a un ángulo de 109,5°. No hay electrones libres en el átomo central

Ejemplo: CH4 Cuatro pares electrónicos compartidos: la molécula es del tipo AB4, con distribución TETRAÉDRICA. Otros ejemplos: SiCl4, BF4-, NH4+

GEOMETRÍA BIPIRAMIDE TRIGONAL: AB5 Cinco esferas negativas en torno a una positiva central, disposición bipirámide trigonal . 3 esferas tendrían disposición triangular (base de la pirámide) y dos esferas en los ápices. Cinco pares de electrones en torno a un átomo central, separados por un ángulo de 90° y 120°. No hay electrones libres en el átomo central

Ejemplo: PCl5 Cinco pares electrónicos compartidos: la molécula es del tipo AB5, con distribución BIPIRAMIDE TRIGONAL. Otros ejemplos: AsF5.

GEOMETRÍA OCTAEDRICA:AB6 Seis esferas negativas en torno a una central positiva. Disposición octaédrica. Dos pirámides de base cuadrada unidas por la base Seis pares de electrones en torno a un átomo central, separados por un ángulo de 90°. No hay electrones libres en el átomo central

Ejemplo: SF6 Seis pares electrónicos compartidos: la molécula es del tipo AB6, con distribución OCTAÉDRICA.

CON PARES ELECTRÓNICOS LIBRES EN EL ÁTOMO CENTRAL

GEOMETRÍA ANGULAR Dos pares electrónicos compartidos y uno sin compartir: la molécula es del tipo AB2E, con disposición angular Dos pares de electrones en torno a un átomo central, Un par no compartido en el átomo central, que se encuentran separados por un ángulo de 120°.

Ejemplo: PbCl2 Dos pares electrónicos compartidos y uno sin compartir: la molécula es del tipo AB2E, con distribución ANGULAR. Otros ejemplos: SO2, SnCl2, GF2, SnF2.

GEOMETRÍA PIRÁMIDE TRIGONAL Tres pares electrónicos compartidos y uno sin compartir: la molécula es del tipo AB3E con distribución piramidal (de base triangular) Tres pares de electrones en torno a un átomo centra, un par no compartido en el átomo central, que se encuentran separados por un ángulo de 107,5°.

Ejemplo: NH3 Tres pares electrónicos compartidos y uno sin compartir: la molécula es del tipo AB3E, con distribución PIRAMIDAL TRIGONAL. Otros ejemplos: PH3, PCl3.

Amoníaco Química www.raulher.wordpress.com

GEOMETRÍA ANGULAR Dos pares electrónicos compartidos y dos sin compartir. La molécula es del tipo AB2E2, con disposición angular Dos pares de electrones alrededor de un átomo central, con dos pares no compartidos en el átomo central, que se distancian en un ángulo de 104,5°

Ejemplo: H2O Dos pares electrónicos compartidos y dos sin compartir: la molécula es del tipo AB2E2, con distribución ANGULAR. Otros ejemplos: H2S, H2Te, SCl2.

IMPORTANTE Cuando la distribución tiene todos los pares compartidos se denomina PRIMARIA o PRIMITIVA Las que se originan de estas al dejar pares electrónicos no compartidos se denominan SECUNDARIAS o DERIVADAS. La distribución espacial es independiente si el enlace es doble o triple. (se toman como simples)