6 e v estructura de lewis y carga formal : reglas estructura de lewis: ejemplo: o 3 o: 2s 2 2p 4 6e...

6 e6 eVV

Estructura de Lewis y Carga Formal Estructura de Lewis y Carga Formal ::

Reglas Estructura de LewisReglas Estructura de Lewis::

Ejemplo: O3

OO O OO O

O: O: 2s2s222p2p44 6e 6eVV

eeV TotalesV Totales = (3x6) = 18 e = (3x6) = 18 eVV

Estructura de Lewis y Carga Formal Estructura de Lewis y Carga Formal ::

Reglas Estructura de LewisReglas Estructura de Lewis::

Ejemplo: O3

OO O

O: O: 2s2s222p2p44 6e 6eVV

eeV TotalesV Totales = (3x6) = 18 e = (3x6) = 18 eVV

8 e8 eVV

OO O

C.F.= (nº eC.F.= (nº e átomo libre) átomo libre) (nº total de e (nº total de e no enlazados) no enlazados) ½(½(nº total de enº total de e enlazantes enlazantes))

OO O

1 2 3

C.F.C.F.O1 O1 = (6) = (6) (4) (4) ½(½(44) = 0) = 0C.F.C.F.O2 O2 = (6) = (6) (2) (2) ½(½(66) = +1) = +1C.F.C.F.O3 O3 = (6) = (6) (6) (6) ½(½(22) = -1) = -1

OO O

++

OO O

++

Estructuras Resonantes

Resonancia: Resonancia: Una molécula puede ser representada Una molécula puede ser representada por más de una estructura de lewis.por más de una estructura de lewis.

Ejemplo 1: NO3 –

–O

N+

O–

O O–

N+

–O O O–N+

O–

O

CC

CC

C

C

H

H

HH

H

H CC

CC

C

C

H

H

HH

H

H

Ejemplo 2: Benceno (C6H6)

Excepciones a la Regla del Octeto Excepciones a la Regla del Octeto ::

Octeto Incompleto: El n° de eOcteto Incompleto: El n° de evv que rodean al átomo que rodean al átomo

central de una molécula estable es menor que 8. Ej.: central de una molécula estable es menor que 8. Ej.: BeHBeH22..

Moléculas con n° impar de eMoléculas con n° impar de evv: Ej.: NO, NO: Ej.: NO, NO22..

Octeto Extendido: Elementos del tercer período que Octeto Extendido: Elementos del tercer período que forman compuestos con más de 8 eforman compuestos con más de 8 evv en el átomo en el átomo

central. Ej.: SFcentral. Ej.: SF66..

Geometría de las moléculas

¿Cómo se ordenan espacialmente los átomos de un ¿Cómo se ordenan espacialmente los átomos de un molécula?molécula?

GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULAR

Distribución Tridimensional de los átomos en una moléculaDistribución Tridimensional de los átomos en una molécula

Influencia en las propiedades físicas y químicas: Influencia en las propiedades físicas y químicas:

Punto de fusión, punto de ebullición, densidad, reactividadPunto de fusión, punto de ebullición, densidad, reactividad

Modelo de repulsión de los pares Modelo de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia electrónicos de la capa de valencia

(RPECV)(RPECV)

La geometría que adopta la molécula es La geometría que adopta la molécula es aquella en que la repulsión de los pares de aquella en que la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia electrones de la capa de valencia (enlazantes o libres) es mínima(enlazantes o libres) es mínima

Dos reglas generales:Dos reglas generales: Los dobles y triples enlaces se pueden tratar Los dobles y triples enlaces se pueden tratar

como enlaces sencilloscomo enlaces sencillos

Si una molécula tiene dos o más estructuras Si una molécula tiene dos o más estructuras resonantes, se puede aplicar el modelo RPECV a resonantes, se puede aplicar el modelo RPECV a cualquiera de ellascualquiera de ellas

O = O - O O - O = O

Modelo de repulsión de los pares Modelo de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia electrónicos de la capa de valencia

(RPECV)(RPECV)

En el modelo de RPECV, las moléculas En el modelo de RPECV, las moléculas se dividen en dos categorías:se dividen en dos categorías: Las que tienen pares de electrones libres en el Las que tienen pares de electrones libres en el

átomo centralátomo central

Las que NO tienen pares de electrones libres en Las que NO tienen pares de electrones libres en el átomo centralel átomo central

BeClBeCl22 BFBF33 CHCH44 PClPCl55 SFSF66

2 pares de 2 pares de ee-- de enlace de enlace

3 pares de 3 pares de ee-- de enlace de enlace

4 pares de 4 pares de ee-- de enlace de enlace

5 pares de 5 pares de ee-- de enlace de enlace

6 pares de 6 pares de ee-- de enlace de enlace

180º180º 120º120º 109.5º109.5º 90 y 120º90 y 120º 90º90º

LinealLineal Triangular Triangular planaplana

TetraédricaTetraédrica Bipirámide Bipirámide trigonaltrigonal

OctaédricaOctaédrica

Moléculas sin pares de electrones libresMoléculas sin pares de electrones libres

Cl Be Cl

F B F

F

H

H C H

H

Cl P

Cl Cl

Cl Cl

F S F

F F

F F

SnClSnCl22 PE=2PE=2

PL=1PL=1

Triangular Triangular planaplana

AngularAngular

ángulo menor ángulo menor 120º120º

NHNH33 PE=3PE=3

PL=1PL=1

TetraédricaTetraédrica Pirámide Pirámide trigonaltrigonal

107º107º

HH22OO PE=2PE=2

PL=2PL=2

TetraédricaTetraédrica AngularAngular

105º105º

Moléculas con pares de electrones libres (PL) y pares Moléculas con pares de electrones libres (PL) y pares de electrones de enlace (PE)de electrones de enlace (PE)

Cl Sn Cl

H N H

H

H O H

SFSF44 PE=4PE=4

PL=1PL=1

Bipirámide Bipirámide trigonaltrigonal

Balancín Balancín

ClFClF33 PE=3PE=3

PL=2PL=2

Bipirámide Bipirámide trigonaltrigonal

Forma de TForma de T

II33-- PE=2PE=2

PL=3PL=3

Bipirámide Bipirámide trigonaltrigonal

LinealLineal

BrFBrF55 PE=5PE=5

PL=1PL=1

OctaédricaOctaédrica Pirámide Pirámide cuadradacuadrada

XeFXeF44 PE=4PE=4

PL=2PL=2

OctaédricaOctaédrica Plano Plano cuadradacuadrada

F Br F

F

F F

I I I

F Xe F

F F

F S F

F F

F Cl F

F

H

C

H HH

109,5°

N

H HH

107,3°

O

HH

104,5°

Para la clasificación del nombre geométrico, se tiene en consideración la posición de los átomos

efectivamente enlazados al átomo central.

Tetraedro:

CH4 :NH3 H2O....

Piramidal Piramidal TrigonalTrigonal

AngulaAngularr

Pasos para la aplicación del modelo RPECVPasos para la aplicación del modelo RPECV1.1. Se escribe la estructura de Lewis y se consideran sólo los Se escribe la estructura de Lewis y se consideran sólo los

pares de electrones alrededor del átomo centralpares de electrones alrededor del átomo central

2.2. Se cuenta el número de pares de electrones que rodean al Se cuenta el número de pares de electrones que rodean al átomo centralátomo central

3.3. Se predice la distribución global de los pares de electrones y Se predice la distribución global de los pares de electrones y luego se predice la geometría de la moléculaluego se predice la geometría de la molécula

4.4. Se predicen los ángulos de enlace teniendo en cuenta que: Se predicen los ángulos de enlace teniendo en cuenta que: repulsión par libre-par libre > repulsión par libre-par enlazante repulsión par libre-par libre > repulsión par libre-par enlazante > repulsión par enlazante-par enlazante> repulsión par enlazante-par enlazante

Momentos dipolo

La medida cuantitativa de la polaridad de un enlace viene dada por su momento dipolo (μ):

μ = Q · r

Donde

Q : magnitud de la carga ( siempre valor positivo)

r : distancia entre las cargas

Unidades:

1 D = 3.33·10-30 C·m

Moléculas diatómicas:Moléculas diatómicas: Si contienen átomos de elementos diferentes siempre Si contienen átomos de elementos diferentes siempre

tienen momentos dipolo y son moléculas polares.tienen momentos dipolo y son moléculas polares. Ejemplos: HCl, CO y NOEjemplos: HCl, CO y NO

Si contienen átomos de elementos iguales nunca tienen Si contienen átomos de elementos iguales nunca tienen momentos dipolo y son moléculas apolares.momentos dipolo y son moléculas apolares.

Ejemplos: HEjemplos: H22, O, O22 y F y F22

Moléculas poliatómicas:Moléculas poliatómicas: La polaridad de una molécula viene dada porLa polaridad de una molécula viene dada por

La polaridad de los enlaces.La polaridad de los enlaces. La geometría de la molécula.La geometría de la molécula.

El El μμ viene dado por la suma vectorial de los viene dado por la suma vectorial de los μμ de cada de cada enlace en la molécula.enlace en la molécula.

Ejemplos

NH3 CO2

H2O CCl4

= 1.47 D

= 1.85 D

= 0 D

= 0 D

-

++

CONSECUENCIA DE LA POLARIDAD DE LAS MOLÉCULACONSECUENCIA DE LA POLARIDAD DE LAS MOLÉCULA

Interacción eléctrica: Dipolo del agua / varilla cargadaInteracción eléctrica: Dipolo del agua / varilla cargada

Dipolo del agua

TEORÍA DEL ENLACE DE VALENCIA (TEORÍA DEL ENLACE DE VALENCIA (EVEV).).La estructura de Lewis no explica con claridad por qué existen los enlaces químicos. La estructura de Lewis no explica con claridad por qué existen los enlaces químicos. (Explicación en la mecánica cuántica). (Explicación en la mecánica cuántica). El EV supone el El EV supone el traslapetraslape de orbitales atómicos, no por apareamiento de orbitales atómicos, no por apareamiento

TRASLAPE DE ORBITALES ATÓMICOSTRASLAPE DE ORBITALES ATÓMICOS

HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOSHIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS

Hibridación Hibridación spsp33

2s21s2 2px1 2py

1 2pz

Electrones de valenciaElectrones de valencia

2s 2p

PerpendicularesPerpendiculares

Orbitales sp3

HibridaciónHibridación

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp33

Cada enlace C – H se produce entre un orbital híbrido sp3 del átomo de C y un orbital 1s del átomo de H

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp33

ANALOGÍA DE LA HIBRIDACIÓNANALOGÍA DE LA HIBRIDACIÓN

Amarillo ≠ Azul

Hibridación(Mezcla)

Resultante2 soluciones iguales

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp33

Hibridación Hibridación spsp33

2s21s2 2px1 2py

1 2pz1

Electrones de valenciaElectrones de valencia

Orbitales sp3

HibridaciónHibridación

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp22

2s21s2 2px1 2py 2pz

2s 2p

HibridaciónHibridaciónOrbitales sp2

2pvacío

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp22

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp22

Cada enlace B – F se produce entre un orbital híbrido sp2 del átomo de B y un orbital 2p del átomo de F

Geometría molecular

Estructura de Lewis Geometría pares electrónicos

Átomo de B, hibridado sp2

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp

2s21s2

BeCl2Lineal

2px 2py 2pz

2s 2p

HibridaciónHibridaciónOrbitales sp

2pvacíos

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp

HIBRIDACIÓN HIBRIDACIÓN spsp

Cada enlace Be – Cl se produce entre un orbital híbrido sp del átomo de Be y un orbital 3p del átomo de Cl

Átomo de Be hibridado sp

Estructura de Lewis Geometría molecular

ORBITALES HÍBRIDOS Y SU FORMA

HIBRIDACIÓN DE ORBITALES s, p Y dPara átomos del 3er período: s y p no explica todas las geometrías(por ejemplo la bipirámide trigonal y la octaédrica)

FS

FF

F F F[Ne] 3s2 3p4

3s2 3px2 3py

1 3pz1

3d

3s 3p 3d

sp3d2 Orbitales d vacíos

Hibridación

ORBITALES HÍBRIDOS Y SU FORMA