ENLACE QUMICOTEORIA DE LEWISUNIVERSIDAD PRIVADAJUAN MEJA BACAProfesor: Ing. Alberto Carrasco Tineo

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TEORIA DE LEWIS DEL ENLACE COVALENTE

Se basa en las siguientes hiptesis:

Los tomos para conseguir 8 e en su ltima capa comparten tantos electrones como le falten para completar su capa (regla del octeto).

Cada pareja de e compartidos forma un enlace.

Se pueden formar enlaces sencillos, dobles y triples con el mismo tomo.

XSmbolos de Lewis:Son una representacin grfica para comprender donde estn los electrones en un tomo, colocando los electrones de valencia como puntos o aspas alrededor del smbolo del elemento:

vv

REGLA DEL OCTETOEn general los elementos representativos adquieren configuraciones electrnicas de gases nobles.

Los tomos se unen compartiendo electrones hasta conseguir completar la ltima capa con 8 e- (4 pares de e-) es decir conseguir la configuracin de gas noble: s2p6

Tipos de pares de electrones:

1- Pares de e- compartidos entre dos tomos (representado con una lnea entre los at. unidos)

enlaces sencillos enlaces dobles enlaces triples

2- Pares de e- no compartidos ( par solitario)

Estructura de Lewis:

Es una representacin simplificada de los enlaces de una molcula, utilizando un punto por cada electrn que forman el enlace de la molcula.

COMO DIBUJAR ESTRUCTURAS DE LEWIS

Escriba la frmula puntual de Lewis para las siguientes moleculas.

1- Se suman los e- de valencia de los tomos presentes en la molcula. Para un anin poliatmico se le aade un e- ms por cada carga negativa y para un catin se restan tantos electrones como cargas positivas.

2- Se dibuja una estructura bsica lo mas simtrica posible, en general el tomo menos electronegativo ocupa la posicin central.

3- Se calcula el n de e- de valencia que quedan disponibles.

4- Se distribuyen los e- de forma que se complete un octeto para cada tomo.

Ejemplo 1: CH4C: 1s22s2p2 4e-H: 1s1 1e- x4= 4e-8e-1)2)

RESONANCIA

No siempre existe una nica estructura de Lewis que pueda explicar las propiedades de una molcula o ion.

Existen molculas que pueden tener varias estructuras equivalentes sin que se pueda dar preferencia a una sobre las dems

Formas resonantes No son diferentes tipos de molculas, solo hay un tipo.

Las estructuras son equivalentes.

Slo difieren en la distribucin de los electrones, no de los tomos.

*Ejercicio A: Escribir las distintas formas resonantes del cido ntrico. O tambin

Carga Formal Es un medio para contabilizar los electrones de valencia.La carga formal es la diferencia entre el n de e- de valencia y el n de e- asignado en la estructura de Lewis (los e- no compartidos y la mitad de los e- compartidos).Cf = X (Y + Z/2) X= n de e- de valenciaY= n de e- no compartidosZ= n de e- compartidos

I)- Para C: Cf= 4-(0+8/2)= 0- Para O: Cf= 6-(4+4/2)= 0II)- Para C: Cf= 4-(2+6/2)= -1- Para O: Cf= 6-(2+6/2)= +1

Estructuras de LewisExcepciones a la regla del OctetoHay tres clases de excepciones a la regla del Octeto:Molculas con n de e- impar.NO (5+6=11 e- de valencia)Otros ejemplos: ClO2, NO2

Estructuras de Lewisc) Molculas en las cuales un tomo tiene ms de un octeto.La clase ms amplia de molculas que violan la regla consiste en especies en las que el tomo central est rodeado por mas de 4 pares de e-, tienen octetes expandidos.PCl5XeF4n de e- de v 5+7x5= 40 e-n de e- de v 8+7x4= 36 e-Otros ejemplos: ClF3, SF4, XeF2

Todos estos tomos tienen orbitales d disponibles para el enlace (3d, 4d, 5d), donde se alojan los pares de e- extras.

*Excepciones a la teora de Lewis

Molculas tipo NO y NO2 que tienen un nmero impar de electrones.

Molculas tipo BeCl2 o BF3 con marcado carcter covalente en las cuales el tomo de Be o de B no llegan a tener 8 electrones.

Molculas tipo PCl5 o SF6 en las que el tomo central tiene 5 o 6 enlaces (10 o 12 e ).

OCTETO INCOMPLETO

El boro el berilio y otros elementos forman compuestos sin que se cumpla la regla del octeto.

El boro tiene 6 electrones en su ltima capa en lugar de 8 cuando forma enlaces covalentes.

OCTETO AMPLIADOLa regla del octeto se basa en que el ltimo nivel es s2p6 pero a partir del tercer nivel existen otros orbitales d , f al que pueden promocionar electrones.

Se obtiene estructuras que aunque no tienen configuracin de gas noble, tambin son estables

REGLA DEL DUETOAs como los elementos electronegativos, cumplen la regla del octeto, para alcanzar la configuracin de un gas noble. El Hidrogeno, cumple la regla del dueto.La regla del dueto consiste en que el H2, al combinarse con otro elemento, ya sea en un enlace inico o un enlace covalente, lo hace para completar su orbital con 2 electrones.

*Ejemplo: Escribir las estructuras de Lewis completas para las siguientes especies qumicas: CH4, HCN, H2CO, H2SO4, NH4+. H H | CH4 C + 4 H H C H ; HCH | H HHCN HCN :H2CO HC=O : | H : O : : O : H2SO4 H O S O H ; HOSOH : O : : O : H | NH4+ HN+H | H

*Ejemplo: a) Ordene segn la polaridad creciente, basndote en los valores de electronegatividades de la tabla adjunta, los enlaces siguiente: HF, HO, HN, HC, CO y CClElementoFOClNCSHElectronegat. 4,03,53,03,02,52,52,1

b) la polaridad de la molcula de CH4 ser igual o distinta de la de CCl4?a) HC < CCl < HN < CO < HO < HFb) El CH4 es globalmente apolar ( = 0) pues la suma vectorial de los dipolos de cada enlace (dirigidos hacia el centro) se anula debido a sus geometra tetradrica. El CCl4 es igualmente apolar por la misma razn; sin embargo los dipolos de los enlaces estn en esta ocasin dirigidos hacia fuera.

* Ejercicio :

Explique: a) Si las estructuras de Lewis justifican la forma geomtrica de las molculas o si sta se debe determinar experimentalmente para poder proponer la representacin correcta . b) Si cada molcula se representa en todos los casos por una nica formula estructural.c) Representar las estructuras de Lewis de las siguientes especies: H2O y NO3 d) Justifican las representaciones de las molculas anteriores la estabilidad de las mismas?Las estructuras de Lewis, indican el n de enlaces que debern formarse, pero no entra para nada en la direccin que tomarn stos y, por tanto, en la geometra molecular. Por tanto, la geometra debe obtenerse experimentalmente, o acudir al modelo de repulsin de pares electrnicos o a la teora de la hibridacin.

b) En principio s, pero cuando existen formas resonantes hay ms de una frmula estructural para la misma molcula.

*c) H2O NO3 HOH ; O=N+O : : ON+=O : ON+O: | | || : O : : O : : O :

d) se cumple la regla del octeto para todos los tomos, exceptuando como es lgico, al H que nicamente posee un enlace (2 electrones).

*Ejercicio : Cuatro elementos diferentes A,B,C,D tienen nmero atmico 6, 9,13 y 19 respectivamente. Se desea saber:

a) El nmero de electrones de valencia de cada uno de ellos. b) Su clasificacin en metales y no metales. c) La frmula de los compuestos que B puede formar con los dems ordenndolos del ms inico al ms covalente.a)AZ = 62-4 BZ = 92-7CZ = 132-8-3DZ = 192-8-8-1b)No metalNo metalMetalMetal

c) DB (ms inico)CB3AB4 (ms covalente)

ProblemasEscriba las estructuras de Lewis para las siguientes molculas:HFCCl4COCO2

ProblemasEscriba las estructuras de Lewis para las siguientes molculas:NH4+ C2H6C2H4 C2H2 HCl HCN

Molcula de tetracloruro de carbono

In nitrito

In azida

In sulfato

Molculas de lewisEnlace simple F2 Cl2 H2 HF H Cl HI H2 O SH2 NH3 CH4Enlace covalente dativo H3 O + NH4 +Enlaces mltiples O2 N2 CO2 CNH CH2=C H2Octetos incompletos B Cl3 BF3 Al Cl3Octetos ampliados H2 SO4 F6 S P Cl5Resonancia SO3 NO3- C6 H6 O3

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Ejemplo: La configuracin electrnica de un elemento:

a) Permite conocer cul es su situacin en el sistema peridico? b) Indica qu clase de enlaces puede formar con otros elementos? c) Es suficiente informacin para saber si el elemento es slido, lquido o gas?d) Sirve para conocer si el elemento es o no molecular?

Justifique las respuestas.a) S.b) S.c) No.d) S. Si acaba en s o d se tratar de un elemento metlico y el compuesto no ser molecular. Igualmente, los gases nobles (p6) se encuentran como tomo aislados. Son moleculares los elementos no metlicos (p2 - p5).

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