QuímicaMedio2 pts
Enlace químico y geometría molecular
También trata: Fuerzas intermoleculares y propiedades
Extremadura · 2023 · Julio
Enunciado
Para las moléculas , , y .
a) (0,5 puntos) Representar las estructuras de Lewis.
b) (0,5 puntos) Deducir la geometría de y según la TRPECV.
c) (0,5 puntos) Razonar la hibridación que presentan las moléculas y .
d) (0,5 puntos) Indicar si alguna molécula presenta enlaces por puentes de hidrógeno. Razonar la respuesta.
Datos: Números atómicos (): H = 1; Be = 4; C = 6; N = 7; F = 9; P = 15; Cl = 17.
a) (0,5 puntos) Representar las estructuras de Lewis.
b) (0,5 puntos) Deducir la geometría de y según la TRPECV.
c) (0,5 puntos) Razonar la hibridación que presentan las moléculas y .
d) (0,5 puntos) Indicar si alguna molécula presenta enlaces por puentes de hidrógeno. Razonar la respuesta.
Datos: Números atómicos (): H = 1; Be = 4; C = 6; N = 7; F = 9; P = 15; Cl = 17.
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Resultado
- a) y (con un par libre en N) cumplen el octeto; con 10 e⁻ en P y con 4 e⁻ en Be.
- b) tetraédrica; pirámide trigonal.
- c) N del : ; Be del : (lineal).
- d) Solo el (H unido a N).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1
Estrategia
Todo sale de los electrones de valencia de cada átomo, que se leen en su configuración electrónica. Con ellos se dibujan las estructuras de Lewis (fijándose en las dos excepciones al octeto: el berilio se queda corto y el fósforo lo supera). Después, la TRPECV cuenta los pares alrededor del átomo central para dar la geometría, y la hibridación es la que corresponde a esa disposición de pares. Para el enlace de hidrógeno basta con buscar un H unido a F, O o N.
2
Desarrollo
Electrones de valencia:
Tetrafluoruro de carbono, : electrones (16 pares). Cuatro enlaces simples y tres pares solitarios en cada flúor; todos cumplen el octeto:Pentacloruro de fósforo, : electrones (20 pares). Cinco enlaces simples y tres pares solitarios en cada cloro:El fósforo queda rodeado de 10 electrones: es una excepción a la regla del octeto (octeto expandido), posible porque el P, del tercer periodo, dispone de orbitales vacíos.
Amoniaco, : electrones (4 pares). Tres enlaces y un par solitario en el nitrógeno:Dicloruro de berilio, : electrones (8 pares). Dos enlaces simples y tres pares solitarios en cada cloro:El berilio solo tiene 4 electrones a su alrededor: octeto incompleto.
b) Geometría de y (TRPECV).
Los pares de electrones alrededor del átomo central se colocan lo más alejados posible; la geometría de la molécula se describe después mirando solo los átomos.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)- : → 1.
- : → 2.
- : → 4.
- : → 5.
- : → 7.
- : → 5.
- : → 7.
Tetrafluoruro de carbono, : electrones (16 pares). Cuatro enlaces simples y tres pares solitarios en cada flúor; todos cumplen el octeto:Pentacloruro de fósforo, : electrones (20 pares). Cinco enlaces simples y tres pares solitarios en cada cloro:El fósforo queda rodeado de 10 electrones: es una excepción a la regla del octeto (octeto expandido), posible porque el P, del tercer periodo, dispone de orbitales vacíos.
Amoniaco, : electrones (4 pares). Tres enlaces y un par solitario en el nitrógeno:Dicloruro de berilio, : electrones (8 pares). Dos enlaces simples y tres pares solitarios en cada cloro:El berilio solo tiene 4 electrones a su alrededor: octeto incompleto.
b) Geometría de y (TRPECV).
Los pares de electrones alrededor del átomo central se colocan lo más alejados posible; la geometría de la molécula se describe después mirando solo los átomos.
| Molécula | Pares enlazantes | Pares libres | Tipo | Disposición de los pares | Geometría |
|---|---|---|---|---|---|
| 4 | 0 | Tetraédrica | Tetraédrica, | ||
| 3 | 1 | Tetraédrica | Pirámide trigonal, |
- En el los cuatro pares son enlazantes e iguales: los flúor ocupan los vértices de un tetraedro regular con el carbono en el centro.
- En el los cuatro pares también apuntan a los vértices de un tetraedro, pero uno es un par solitario, que no se «ve»: los tres H forman la base y el N el vértice de una pirámide trigonal. El par libre repele más que los enlazantes y cierra el ángulo por debajo de .
c) Hibridación de y .
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)- : el nitrógeno tiene cuatro pares a su alrededor (tres enlazantes y uno libre) dispuestos tetraédricamente. Combina su orbital con los tres y forma cuatro híbridos : tres solapan con los de los H (enlaces ) y el cuarto aloja el par solitario. Hibridación .
- : el berilio () promociona un electrón al () y combina el con un en dos híbridos , a , que solapan con un orbital de cada cloro. Con solo dos pares enlazantes y ninguno libre, la molécula es lineal. Hibridación .
d) Enlaces de hidrógeno.
El enlace (o «puente») de hidrógeno se forma entre moléculas cuando un H está unido a un átomo muy electronegativo y pequeño con pares solitarios (F, O o N): el H queda con una carga parcial positiva grande y es atraído por un par libre del F, O o N de una molécula vecina.
El enlace (o «puente») de hidrógeno se forma entre moléculas cuando un H está unido a un átomo muy electronegativo y pequeño con pares solitarios (F, O o N): el H queda con una carga parcial positiva grande y es atraído por un par libre del F, O o N de una molécula vecina.
- : tiene H unidos a N, y el N tiene un par solitario. Sí forma enlaces de hidrógeno.
- , y : no tienen hidrógeno, así que no pueden formarlos (que el tenga flúor no basta: hace falta un H unido a él).
3
Consejo
En b) no digas que el es «tetraédrico»: la disposición de los pares lo es, pero la geometría de la molécula, que solo mira los átomos, es una pirámide trigonal.
Y en d) no te dejes engañar por el flúor del : para que haya enlace de hidrógeno tiene que haber un H unido directamente a F, O o N.
Paso 1 de 3
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