Estructuras de Lewis y Geometría Molecular
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Geometría molecular Química General I 2012 Geometría molecular • Es la disposición en el espacio de los átomos de una molécula alrededor de un átomo central. • Es necesario considerar todos los pares de electrones (de enlace y de no enlace) alrededor del átomo central. Estos se llaman PARES ESTEREOACTIVOS, ya que contribuyen a la geometría de la molécula. Geometría molecular • Los pares estereoactivos son: – Pares de enlace – Pares libres o de no enlace • Siempre y cuando estén alrededor del átomo central. Por tanto es fundamental identificar a este átomo central. Geometría molecular • Principio que rige la geometría molecular: Cargas iguales se repelen, cargas distintas se atraen. • Esto afecta la geometría molecular y se resume en la TEORÍA DE REPULSIÓN DE PARES ELECTRONICOS DEL NIVEL DE VALENCIA RPENV. • La teoría RPENV indica que los pares de electrones en el nivel de valencia tienden a alejarse entre si lo mas posible. Geometría molecular Moléculas o iones sólo con pares de enlace. (sin pares electrónicos libres) Geometría molecular • Geometrías sólo con pares de enlace. – A las geometrías que se generan se les conoce como geometrías fundamentales. – En este curso se estudiaran únicamente 6 geometrías fundamentales, pero existen más. – Todas ellas son estructuras de alta simetría. ¿Qué es la simetría? • Es un concepto difícil de definir dadas sus aplicaciones tan variadas en los campos de: – La matemática – La física – La química – La biología Simetría • Es un rasgo característico de las formas geométricas. • Es básicamente la cualidad que tienen las formas geométricas de proporcionalidad de referencia espacial. • En las formas geométricas, la simetría está asociada a transformaciones geométricas por rotación, reflexión o traslocación. Geometría con 2 pares de enlace. Geometría lineal • Se busca que los pares de enlace estén lo mas alejado posibles uno del otro. • Moléculas de este tipo: las que forman el Be, Zn, Cd, Hg, por ejemplo: HgCl2, ZnCl2, BeF2. 0 pares de electrones libres en el átomo central Cl Be Cl 2 átomos enlazados al átomo central Geometría con 3 pares de enlace. Geometría con 4 pares de enlace. Todas las posiciones son equivalentes Todas las posiciones son equivalentes Geometría con 5 pares de enlace Posición axial 3 posiciones ecuatoriales Posición axial 10.1 Las posiciones: •Axiales •Ecuatoriales No son equivalentes Geometría con 6 pares de enlace Todas las posiciones son equivalentes, no hay posiciones axiales ni ecuatoriales Geometría Molecular Moléculas con pares de enlace y de no enlace alrededor del átomo central. Comparación de la repulsión entre pares de electrones Los pares de electrones libres repelen mas que los pares de enlace. RPECV Clase # de átomos pegados al átomo central # de pares libres en el átomo central Arreglo de los pares de electrones AB3 3 0 triangular plana triangular plana AB2E 2 1 triangular plana angular Geometría molecular Angulos, menores a 120º RPECV Clase # de átomos pegados al átomo central # de pares libres en el átomo central AB4 4 0 tetrahédrica AB3E 3 1 tetrahédrica Arreglo de los pares de electrones Geometría molecular tetrahédrica triangular piramidal Conocida también como pirámide triangular Ángulos menores a 109.5º RPECV Clase # de átomos pegados al átomo central # de pares libres en el átomo central AB4 4 0 AB3E AB2E2 3 2 1 2 Arreglo de los pares de electrones tetrahédrico tetrahédrico tetrahédrico Geometría molecular tetrahédrico triangular piramidal angular O H Ángulos menores a 109.5º H RPECV Clase # de átomos pegados al átomo central # de pares libres en el átomo central AB5 5 0 triangular bipiramidal triangular bipiramidal AB4E 4 1 triangular bipiramidal tetrahedro deformado Arreglo de los pares de electrones Geometría molecular Llamada también silla de montar o tetrahedro irregular. Ángulos entre posiciones axiales menor a 180º, entre posiciones ecuatoriales menor a 180º y entre posiciones axiales y ecuatoriales menor a 90º VSEPR Clase AB5 # de átomos pegados al átomo central 5 # de pares libres en el átomo central Arreglo de los pares de electrones Geometría molecular 0 triangular bipiramidal triangular bipiramidal triangular bipiramidal triangular bipiramidal tetrahedro deformado AB4E 4 1 AB3E2 3 2 Forma de T F F Cl F Ángulos menores a 90º entre posiciones axiales-ecuatoriales y menores a 180º entre posiciones axiales. VSEPR Clase AB5 # de átomos pegados al átomo central 5 # de pares libres en el átomo central Arreglo de los pares de electrones Geometría molecular 0 triangular bipiramidal triangular bipiramidal triangular bipiramidal triangular bipiramidal tetrahedro deformado en forma de T triangular bipiramidal lineal AB4E 4 1 AB3E2 3 2 AB2E3 2 3 I Ángulos de 180º exactos. Alta simetría molecular. I I VSEPR Clase # de átomos pegados al átomo central # de pares libres en el átomo central Arreglo de los pares de electrones Geometría molecular AB6 6 0 octahédrico octahédrico 1 octahédrico piramidal cuadrada AB5E 5 F F F Br F Ángulos menores a 90º F VSEPR Clase # de átomos pegados al átomo central # de pares libres en el átomo central Arreglo de los pares de electrones Geometría molecular AB6 6 0 octahédrico octahédrico piramidal cuadrada cuadrada AB5E 5 1 octahédrico AB4E2 4 2 octahédrico plana F F Xe F F Ángulos de exactamente 90º, alta simetría molecular Predicción de la geometría molecular 1. Escribir la estructura de Lewis para una molécula. 2. Contar el número de pares de electrones en el átomo central y el numero de átomos unidos al átomo central. 3. Usar el RPECV para predecir la geometría de la molécula. ¿Cual es la geometría molecular del SO2 y del SF4? O S F O AB2E angular F S F AB4E F tetrahedro deformado
