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Modelos que explican la formación del enlace covalente Modelos de enlace •Teoría del enlace de valencia (TEV) •Teoría de los orbitales moleculares (TOM) Estructuras de Lewis Modelo de repulsión de pares electrónicos del nivel de valencia (TREPEV) Nos permite comprender y predecir la disposición espacial de los átomos. NO explica Molécula cómo se produce el enlace dónde se produce Estructura de Lewis Número de regiones de elevada densidad electrónica H Geometría molecular CH4 H C H 4 H NH3 H N H 4 H 1 Cl Be ¿Cómo se define el ángulo de enlace? Cl Cloruro de berilio, BeCl2 2 zonas de alta densidad electrónica alrededor del átomo central Geometría lineal Trifluoruro de boro, BF3 3 zonas de alta densidad electrónica alrededor del átomo central 120º H Vista superior H C H H Vista lateral Geometría plana trigonal Metano, CH4 4 zonas de alta densidad electrónica alrededor del átomo central 2 Centro Un tetraedro regular Una molécula tetraédrica Geometría tetraédrica Pentacloruro de fósforo, PCl5 5 zonas de alta densidad electrónica alrededor del átomo central Geometría trigonal bipiramidal Hexafluoruro de azufre, SF6 6 zonas de alta densidad electrónica alrededor del átomo central Influencia de los pares solitarios Par solitario Geometría octaédrica Par enlazante 3 Influencia de los pares solitarios Influencia de los pares solitarios La repulsión entre los pares de electrones: Par enlazante-Par enlazante < Par enlazante-Par solitario < Par solitario-Par solitario CH4 NH3 Tetraédrica Pirámide trigonal 107° 109,5° H2O H2O Angular 104,5° : NH3 H N H H Estructura de Lewis Geometría electrónica Geometría molecular Estructura de Lewis Geometría electrónica Geometría molecular Recordemos Teoría del enlace de valencia •Supone que los electrones de una molécula ocupan orbitales atómicos de los átomos individuales. •La acumulación de densidad electrónica entre dos núcleos ocurre cuando un orbital atómico de valencia se fusiona con uno de otro átomo. •Los orbitales ocupan una misma región del espacio, se solapan o traslapan. Orbitales s 4 Recordemos Solapamiento de orbitales para formar enlaces covalentes Región de solapamiento Región de solapamiento Orbitales p Teoría del enlace de valencia H C H H De acuerdo a la geometría de la molécula, todos los enlaces C-H son equivalentes •Para explicar las geometrías suponemos que los orbitales atómicos de un átomo se mezclan para formar nuevos orbitales llamados orbitales híbridos. •El proceso de mezclar y con ello alterar los orbitales atómicos cuando los átomos se acercan para formar enlaces se denomina hibridación. •El número total de orbitales atómicos de un átomo no cambia, el número de orbitales híbridos de un átomo es igual al número de orbitales atómicos que se combinaron. Cl Be Cl H Tipos comunes de hibridación Cloruro de berilio, BeCl2 5 Cl Be Cl Be Cl Cl Be: 1s2 2s2 Be: 1s2 2s2 Estado basal: Estado basal: 1s 2s 1s 2s 2p 1s 2s 2p 1s sp 2p Promoción: Promoción: 1s 2s 2p Hibridización: sp 2p Hibridización Un orbital híbrido sp Otro orbital híbrido sp Dos orbitales híbridos sp Un átomo con hibridación sp Cl : Be : Cl 2p 2 sp 2p Región de solapamiento Hibridización B: 1s2 2s2 2p1 Tres orbitales sp2 Estado basal: 1s 2s 2p Un orbital sp2 Promoción: 1s 2s 2p Un átomo con hibridación sp2 Hibridización: 1s sp2 2p Vista lateral 6 H Metano (CH4) H C: 1s2 2s2 2p2 C H H Estado basal: 1s 2s 2p 1s 2s 2p Promoción: BF3 Hibridización: sp3 1s Hibridización Cuatro orbitales sp3 tetraédricos Cuatro orbitales sp3 del carbono Metano Un orbital híbrido sp3 Cuatro orbitales 1s del hidrógeno Procedimiento para determinar estructura y enlace Par solitario Átomo de N aislado Electrones enlazantes Átomo de N hibridizado Pares solitarios Átomo de O aislado Escribe la fórmula de Lewis e identifique el átomo central. Determine las regiones de alta densidad electrónica sobre ese átomo central. Electrones enlazantes Átomo de O hibridizado Determine la geometría electrónica alrededor de ese átomo central. Determine la geometría molecular alrededor de ese átomo central. Determine los orbitales híbridos, describa el enlace. Ajuste la geometría molecular para los pares no compartidos SI Determine si la molécula es polar o no polar. NO ¿Puede identificarse otro átomo central? 7 Orbitales atómicos En el enlace la nube de carga se extiende sobre y entre la zona entre los 2 núcleos a lo largo del eje del enlace (s-s o s-p). Tipos de enlace Enlace 2py 2py En el enlace la nube de carga se extiende por encima y por debajo del plano de la molécula. Perpendicular al eje del enlace. Enlace Enlace Enlace Un enlace más dos enlaces Un enlace H H H H C H Unión :N C N: H Un enlace más un enlace Unión Eteno (C2H4) Uniones (sp2-sp2 s-sp2) y uniones (pz-pz) 8 Bibliografía • Chang R. Química. 10ma edición. Ed. McGraw Hill. 2010. → Capítulo 9 y 10. • Atkins P.W, Jones L. Principios de Química. 3ra edición. Ed Panamericana. 2006. Capítulos 2 y 3. Consultas: - A través del campus virtual - Correo electrónico - Clases de consulta presenciales 9
