GEOMETRÍA MOLECULAR.

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1 GEOMETRÍA MOLECULAR

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

3 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.

4 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

5 ¿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 y pirámide trigonal, etc.

6 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.

7 MODELO VSEPR La repulsión de los pares solitarios es superior a las de los pares de enlace. Los pares de electrones de un enlace múltiple se toman como un único par Las repulsiones son mas fuertes entre pares solitarios, intermedias entre pares enlazantes y pares solitarios y muy débiles entre pares enlazantes Las fuerzas repulsivas disminuyen notablemente con el aumento del ángulo entre pares son fuertes a 90 º más débiles a 120º muy débiles a 180º La intensidad de la repulsión se ordena según: par libre-par libre > par libre- par de enlace> par de enlace- par de enlace

8 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.

9 ¿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.

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

11 SIN PARES ELECTRÓNICOS EN EL ÁTOMO CENTRAL

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

13 GEOMETRÍA LINEAL 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

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

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16 Dióxido de Carbono Enlace covalente doble

17 Química

18 GEOMETRÍA TRIGONAL PLANA
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

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

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21 GEOMETRÍA TETRAÉDRICA
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

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

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24 CON PARES ELECTRÓNICOS EN EL ÁTOMO CENTRAL

25 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°.

26 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.

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28 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°.

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

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31 Amoníaco Química

32 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°

33 Ejemplo: NH3 Dos pares electrónicos compartidos y dos sin compartir: la molécula es del tipo AB2E2, con distribución ANGULAR. Otros ejemplos: H2S, H2Te, SCl2.

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40 Geometría Molecular

41 Geometría Molecular

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44 En el caso de moléculas en las que el átomo central no tiene ningún par de electrones libre, no enlazantes, la geometría de la estructura y de la molécula son coincidentes.

45 En el caso de moléculas en las que el átomo central tenga algún par de electrones sin compartir, la distribución de todos los pares será igual a la estructura geométrica pero para determinación de la geometría de la molécula habrá que fijarse solo en los átomos presentes, sabiendo además que los ángulos de enlace se verán modificados por la presencia de las repulsiones entre pares enlazantes y no enlazantes. Es de destacar el hecho de que los dobles enlaces se cuentan, a efectos de pares, como uno sólo.

46 Por último, la determinación de la geometría de los iones polivalentes se lleva a cabo de modo análogo al caso anterior: Para un estudio más detallado, tanto de la teoría de Lewis como el método de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (MRPECV) es recomendable visitar la página web siguiente:

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49 TRPEV Lineal H2 Cl H F2 Be CNH CO2 Angular FOH H2 O SO2 O3
Plano trigonal BF3 NO3 Piramide trigonal NH3 SO3= PCl3 ClO3- NF3 Forma de t Cl F3 Plana cuadrada Xe F4 Tetraedro deformado SF4 Tetraedro CH4 SO4 = Xe O4 Bipiramide trigonal PCl5 Bipiramide cuadrada BrF5 Octaedrica SF6 Xe O64- Bipiramide pentagonal IF7

50 Summary of VSEPR Molecular Shapes
e-pairs Notation Name of VSEPR shape Examples 2 AX2 Linear HgCl2 , ZnI2 , CS2 , CO2 3 AX3 Trigonal planar BF3 , GaI3 AX2E Non-linear (Bent) SO2 , SnCl2 4 AX4 Tetrahedral CCl4 , CH4 , BF4- AX3E (Trigonal) Pyramidal NH3 , OH3- AX2E2 Non-Linear (Bent) H2O , SeCl2 5 AX5 Trigonal bipyramidal PCl5 , PF5 AX4E Distorted tetrahedral (see-sawed) TeCl4 , SF4 AX3E2 T-Shaped ClF3 , BrF3 AX2E3 I3- , ICl2- 6 AX6 Octahedral SF6 , PF6- AX5E Square Pyramidal IF5 , BrF5 AX4E2 Square Planar ICl4- , BrF4- HyperChem CyberChm Gems See Ng Web-site

51 Ver:

52 Datos Importantes: *Cuando la distribución tiene todos los pares compartidos se denomina PRIMARIA o PRIMITIVA y 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) Ej: En el Eteno cada carbono tiene una distribución Triangular plana. o sea AB3. H H C C H H