informe 1 quimicataller quimica irganica organica

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. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS Facultad del Medio Ambiente Ingeniería Sanitaria FUNDAMENTACION GEOMETRICA PARA EL MANEJO DE MODELOS MOLECULARES EN EL PROCESO DE CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS QUIMICAS Ángelo Rene Pascuas Duran [email protected] RESUMEN En la práctica se utilizó la medición de ángulos de 35, 45, 60, 110, 120 para formar estructuras tales como tetraedros, hexaedros y octaedro. Se utilizó la medición de ángulos para la posterior implementación de estos en la formación de estructuras moleculares sp, sp2 y sp3 con sus respectivos ángulos 180, 110 y 120. Con la geometría molecular podemos observar mejor la interacción de la molécula y su representación en el espacio, no a medidas exactas pero si tridimensionalmente. PALABRAS CLAVE: Ángulos complementarios, ángulos suplementarios, geometría, geometría molecular, poliedros, modelos moleculares, perpendicularidad. ABSTRACT Measuring angles of 35, 45, 60, 110, 120 are used in practice to form structures such as tetrahedra, hexahedra and octahedron. Measuring angles for subsequent implementation of these was used in the formation of molecular structures sp, sp2 and sp3 with their respective angles 180, 110 and 120. With the molecular geometry we can better observe the interaction of the molecule and its representation in space, not exact measurements but if three-dimensionally. KEYWORDS: Complementary angles, supplementary angles, geometry, molecular geometry, polyhedra, molecular models, perpendicularity. 1

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Informe quimica organica

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Page 1: Informe 1 QuimicaTaller quimica irganica Organica

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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDASFacultad del Medio Ambiente

Ingeniería Sanitaria

FUNDAMENTACION GEOMETRICA PARA EL MANEJO DE MODELOS MOLECULARES EN EL PROCESO DE CONSTRUCCION DE

ESTRUCTURAS QUIMICAS

Ángelo Rene Pascuas [email protected]

RESUMEN

En la práctica se utilizó la medición de ángulos de 35, 45, 60, 110, 120 para formar estructuras tales como tetraedros, hexaedros y octaedro. Se utilizó la medición de ángulos para la posterior implementación de estos en la formación de estructuras moleculares sp, sp2 y sp3 con sus respectivos ángulos 180, 110 y 120.Con la geometría molecular podemos observar mejor la interacción de la molécula y su representación en el espacio, no a medidas exactas pero si tridimensionalmente.

PALABRAS CLAVE: Ángulos complementarios, ángulos suplementarios, geometría, geometría molecular, poliedros, modelos moleculares, perpendicularidad.

ABSTRACT

Measuring angles of 35, 45, 60, 110, 120 are used in practice to form structures such as tetrahedra, hexahedra and octahedron. Measuring angles for subsequent implementation of these was used in the formation of molecular structures sp, sp2 and sp3 with their respective angles 180, 110 and 120.With the molecular geometry we can better observe the interaction of the molecule and its representation in space, not exact measurements but if three-dimensionally.

KEYWORDS: Complementary angles, supplementary angles, geometry, molecular geometry, polyhedra, molecular models, perpendicularity.

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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDASFacultad del Medio Ambiente

Ingeniería Sanitaria

1 INTRODUCCIÓN

El estudio de la estructura de la materia está dado por la gran importancia que esta posee dentro del objeto de la química. Para poder entender la química correctamente, es necesario conocer la estructura de las moléculas, para de esta forma llegar a interpretar procesos más complejos en el estudio de las sustancias.En 1962 Francis Crick y James Watson recibieron el premio nobel por presentar la primera representación tridimensional de la estructura en doble hélice del Acido desoxirribonucleico (ADN). El éxito de su trabajo dependió de la capacidad de construir modelos moleculares. (Weininger Stermitz. 1998)Muchas moléculas orgánicas poseen una estructura tridimensional compleja que resulta difícil de entender para los estudiantes; por eso el motivo de esta práctica, que busca enseñar los diseños y las destrezas en el manejo y uso del sistema de construcción molecular; implementando un modelo de armado de esferas y barras que explicare a continuación.

Existen tres tipos de modelos moleculares:Modelos de esferas y pines: Estos modelos no muestran una forma exacta del tamaño relativo del átomo, pero permiten una observación más fácil de las relaciones geométricas que guardan los átomos enlazados. (Weininger Stermitz. 1998).

Modelos de armazón: Estos modelos esencialmente muestran la estructura de las moléculas, representan con precisión las distancias interatómicas.Modelos prearmados: Estos modelos ofrecen la forma más apropiada para el estudio de una molécula puesto que representan a escala las dimensiones de los átomos y sus distancias. Se les utiliza en superposiciones atómicas, cuando se desea examinar la forma global de la molécula, para valorar como están de cerca dos átomos próximos no enlazados y para observar casos de impedimentos estéricos.Para el estudio adecuado de las moléculas, es necesario conocer la representación gráfica de los colores en los modelos moleculares.

Ángulos Complementarios: Los ángulos complementarios son aquellos cuya suma da por resultado 90°Ángulos suplementarios: Los ángulos suplementarios son aquellos cuya suma da por resultado 180°.Congruencia de ángulos: Teniendo en cuenta lo anteriormente dicho, se buscara mediante la práctica adquirir habilidades y destrezas en

la construcción de diferentes clases de ángulos (35°, 55°, 45°, 60°, 110°, 120° y 180°) con el fin de profundizar en la construcción de modelos atómicos, para las prácticas de laboratorio siguientes.

Hidrogeno (H) BlancoCarbono (C) NegroNitrógeno (N) Azul oscuroOxigeno (O) RojoFlúor (F), Cloro (CL) VerdeBromo (Br) Rojo oscuroYodo (I) Violeta oscuroGases nobles (He, Ne, Ar, Xe, Kr) TurquesaFósforo (P) NaranjaAzufre (S) AmarilloBoro (B) y la mayoría de metales de transición

Durazno y salmón

Metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs)

Violeta

Metales alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)

Verde oscuro

Titanio (Ti) GrisHierro (Fe) Naranja

oscuroOtros elementos Rosado

Tabla 1 Relación de colores con elementos químicos.Fuente: Http//www.Quimitube.com

2 MATERIALES

Objeto CantidadEsferas 8Pines 20Transportador 1Tabla 2 Materiales para el laboratorio

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3 Procedimiento

Experimento 1.

Una en la perforación sobre el eje y el otro en la más próxima formando un Angulo de 35°

Trazar otro eje perpendicular al plano con dos pines, haciendo un Angulo de 110°

Identificar ángulos de 60° y 120°

4 RESULTADOS

Imagen 1: Angulo de 35˚formado para la práctica de modelos moleculares, Foto tomada por Guzmán J. (2015)

Imagen 2: Ángulos de 110˚, Configuración Sp3,

representación molecular del metano, foto tomada por Guzmán J. (2015)

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Ubicar el eje en sentido vertical

Colocar dos pines, los más cercanos al eje

Colocar dos pines en el eje perpendicular haciendo un Angulo

de 110°

Colocar un pin sobre el eje y construir un eje oblicuo

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Imagen 3: Ángulos de 120˚, configuración sp2,

representación molecular del 1,2 dicloroeteno, foto tomada por Guzmán J. (2015)

Imagen 4: Angulo de 180˚, configuración Sp, Foto tomada por Guzman J. (2015)

Configuración

Angulo

Sp3 109.5˚

Sp2 120˚

Sp 180˚

Tabla 3 Tipos de hibridación y sus respectivos ángulos

5 ANALISIS DE RESULTADOS

En los resultados obtenidos, se puede evidenciar los ángulos formados en las pines y las esferas, desde 35˚ de la introducción a la medición de ángulos, hasta los 180˚ de la configuración Sp, pasando por los Sp2 y los Sp3 con sus respectivos ángulos de 120 y 110, como se muestra en la tabla 3. Obteniendo con esto habilidad en la construcción de estructuras químicas en 3 dimensiones.

Con el modelo de esferas y pines utilizado en el laboratorio, no se pudieron realizar la construcción de poliedros propuesta en la guía de laboratorio “Fundamentación geométrica para el manejo de modelos moleculares en el proceso de construcción de estructuras químicas” de la profesora Daysi Margoth Beltran Cepeda. Que proponía la construcción de poliedros tales como, tetraedro, Hexaedro, y octaedro..Se pudo observar que los modelos moleculares en su estructura, no son planos, sino escalonados para tener una mayor estabilidad. Al repelerse entre sí los átomos de hidrogeno, forman una estructura no lineal para tratar de estar lo más separados uno del otro y así tener una mayor estabilidad en sus fuerzas.

6 CUESTIONARIO

1. Indique 3 compuestos inorgánicos que posean cada una de las formas geométricas estudiadas.

A. Amoniaco (NH3), Nitrato (NO3), Trifluoruro de Boro (BF3)

B.Pentacloruro de Fosforo (PCl5), Pentacloruro de Molibdeno (MoCl5), Pentacloruro de Antimonio (SbCl5)

C.

Hexafluoruro de azufre (SF6) Hexafluoruro de Uranio (UF6), Hexafluoruro de Antimonio (SbF6-)

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2. ¿Cuánto mide un ángulo que es el doble de su complemento y la mitad de su suplemento?

Partiendo de que un ángulo complementario mide 90˚ un ángulo suplementario 180˚, el ángulo que buscamos mide 60˚.

3. Si el Angulo A mide 36˚, (¿Cuántos grados tiene cada uno de los ángulos restantes?)

C

B D

A

Al medir A=36˚, al ser un ángulo suplementario de B y D, podemos decir que cada uno de estos mide 144˚ y que el ángulo C mide 36˚.

4. ¿A que se denomina pirámide triangular?

Es un tipo de estructura molecular en que M está situada en el vértice superior, y una estructura triangular plana en la que M está ocupado el centro de un triángulo equilátero y situado en el mismo plano que los pares de electrones, que están situados en los vértices del triángulo. (Nelson Smith 1991)

9 BIBLIOGRAFIA

[1] http://www.quimitube.com/modelos-moleculares

[2] W. Stermitz, “Quimica organica”, Reverte. 1988[3] N.Smith, “Resolucion de problemas de quimica general”,

Reverte. 1991

7 CONCLUSIONES

La geometría molecular es de vital importancia para el estudio de la química, puesto que se puede expresar de una manera más exacta las estructuras interatómicas y las relaciones entre sus componentes. Viéndose así, de una manera más clara su composición.

Sabiendo el comportamiento de la estructura molecular se puede estudiar más a fondo las propiedades físicas de una molécula.

Con los ejercicios realizados en el laboratorio, se observó que las moléculas tienen una forma escalonada para una mayor estabilidad, puesto que sus átomos se repelen y tienden a estar lo más alejados posibles entre ellos.

Los ángulos formados en la unión de dos o más átomos, determina el tipo de estructura molecular que presenta cada compuesto, ya sea Sp, Sp2 o Sp3.

8 ANEXO

Procedimiento para hallar la respuesta de la pregunta número 2 del cuestionario.

x+2x=90 ˚3 x=90 ˚x=90 ˚

3x=30 ˚

El ángulo complementario entonces será.

2 x=2∗30 ˚=60 ˚

Ahora resolvemos la parte del ángulo suplementario

60 ˚+ y=180 ˚ y=180 ˚−60 ˚ y=120 ˚Ahora la mitad de ese ángulo.

120˚2˚

=60˚

La respuesta es 60˚

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