Teoría de las repulsiones entre los pares de electrones de
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Teoría de las repulsiones entre los pares de electrones de la capa de valencia Dr. Enrique Ruiz Trejo Facultad de Química UNAM Teoría de las repulsiones entre los pares de electrones de la capa de valencia ¿Cuál es la geometría de las moléculas? ¿para qué queremos conocerla? 1 Moléculas en una exhibición Secobarbital Este barbitúrico fue la causa de la muerte de Judy Garland, Jimi Hendrix, Marilyn Monroe y Heath Ledger. Moléculas en una exhibición Una molécula de metano está encerrado en una caja de moléculas de agua. El metano es probablemente más dañino que el CO2 para la capa de ozono. Se encuentran en los suelos congelados cercanos a los polos. Si este metano se puediese cosechar, representa una nueva fuente de energía. Hidrato de metano 2 Moléculas en una exhibición Naltrexona. Este opiato no adictivo reduce la euforía asociada con el uso del alcohol y podría usarse para tratar alcoholismo y la dependencia de la heroína. Moléculas en una exhibición Epibatidina. Potente veneno en la piel de algunas ranas . Funciona como analgésico y podría auxiliar en la dependencia de nicotina. APBT-594: analgésico derivado. 3 Moléculas en una exhibición El limoneno tienen dos estereoisómeros que dan olores distintos. Moléculas en una exhibición Algunos medicamentos actúan por unión a una receptor en la superficie de la célula. Esta puede preferir a uno de los enantiómeros. Thalidomida. Comercializada en 1957 contra el insomio y mareos matutinos con consecuencias teratogénicas. Thalidomida El enantiómero levógiro es un potente teratógeno. El dextrógiro actúa contra la lepra. 4 Teoría de repulsiones de electrones de la capa de valencia Cada par de electrones tiene una zona del espacio con alta probabilidad de encontrarlos juntos. Geometría más probable: repulsión mínima entre los pares de electrones de la capa de valencia Lineal Trigonal plana Bipiramide trigonal Tetraédro Octaédro http://ac16.uni-paderborn.de/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_4/kap4_1/vsepr1.html Moléculas de elementos del segundo periodo: BeCl2 , BeF2 , BeBr2 Be* [He] ↑ orbitales s ↑ p Geometría: lineal Pares enlazantes: 2 Pares no enlazantes: 0 Sólo del átomo central 5 BF3, BCl3, BBr3, B* He] ↑ orbitales s ↑ ↑ p Geometría: Trigonal plana Pares enlazantes: 3 Pares no enlazantes: 0 Sólo del átomo central CH4, CF4, CCl4, CBr4, CI4 C* [He] ↑ orbitales s ↑ ↑ ↑ p Pares enlazantes: 4 Pares no enlazantes: 0 Geometría: tetraédrica 6 NH3, NF3, NCl3 N [He] orbitales ↑↓ ↑ s ↑ ↑ p Los pares electrónicos se distribuyen en un tetraédro, pero la molécula tiene Geometría: pirámide triangular Pares enlazantes: 3 Pares no enlazantes: 1 H2O, F2O, F2S O [He] orbitales ↑↓ ↑↓ s Pares enlazantes: 2 Pares no enlazantes: 2 ↑ ↑ p Electrones: arreglo tetraédrico Geometría molecular: angular 7 Geometría de las moléculas Pares de electrones totales (átomo central) Distribución de los pares electrónicos totales enlace No enlace Estequiometría Geometría Ejemplo 2 Lineal 2 0 AX2 lineal BeCl2 3 Trigonal plana 3 0 AX3 Trigonal plana BCl3 4 Tetraédrica 4 0 AX4 tetraédrica CH4 3 1 AX3 piramidal NH3 2 2 AX2 angular H2O 1 3 AX lineal HF Dobles y triples enlaces Dos o tres pares de enlace no comparten la misma región pero sí están orientados en la misma dirección. En la TRPECV se comportan como si fueran un enlace simple 8 Geometría molecular • • •• Cl •• B •• S•• • • •• Cl •• B •• O •• lineal lineal •• • • •• Cl •• N angular •• O •• Trigonal plana Geometría molecular 9 Geometría y ángulos de enlace Pares de enlace ≠ pares no enlazantes Existen distorsiones en los ángulos de enlace Átomos con distinta electronegatividad Enlaces múltiples ≠ enlaces sencillos Influencia de pares enlazantes y pares no enlazantes Par libre ocupa mayor volumen que par enlazante Repulsión: 2 pares no enlazante > par enlazante Par no enlazante > 2 pares enlazantes 10 Influencia de átomos con distinta electronegatividad Átomo periférico Más electronegativo Menos interacción con pares átomo central ↑↓ Más cerca Átomo electrone -gativo Par de enlace ↑↓ Átomo central más electronegativo Mayor interacción repulsiva con pares electrónicos Influencia de los enlaces múltiples Repulsión: Enlace múltiple hacia enlace sencillo • • • • •• F •• O •• N •• O •• • • •• • • •• Cl •• O •• N > Enlaces sencillos Molecula Distancia (N-X) Å Distancia (N-O) Å Ángulo O-N-O NO2F 1.47 1.18 136 NO2Cl 1.84 1.20 130 •• O •• •• 11 Moléculas con 5 pares en el átomo central P* [Ne] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ S* [Ne] ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ Cl* [Ne] ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ orbitales s p d Moléculas con 5 pares en el átomo central Molécula Distancia (Å) (A-Aax) Distancia (Å) (A-Xec) PF5 1.577 1.534 PCl5 2.140 2.020 AsF5 1.711 1.656 F As F F F F 12 Moléculas con 5 pares en el átomo central Las posiciones axiales y ecuatoriales no son equivalentes Cl menos electronegativo que F Moléculas con 4 pares enlazantes y uno no enlazante alrededor del átomo central Respulsión: Entre par enlazante y Par no enlazante Entre 2 pares enlazantes >>> Geometría disfenoidal AX4 d (A-Xax) Å d (A-Xax) Å Fax-A-Fax º Fec-A-Fec º SF4 1.646 1.545 173.1 101.6 SeF4 1.770 1.682 169.2 100.6 13 Moléculas con 3 pares enlazantes y dos no enlazantes alrededor del átomo central ClF3 y BrF3 Geometría: T AX3 d(A-Xax) Å d(A-Xec) Å Fax-A-Fecº ClF3 1.700 1.580 87.0 BrF3 1.810 1.730 85.0 Seis pares de electrones: SF6, SeF6, TeF6. Octaédro: distribución de mínima energía Moléculas con 6 pares enlazantes alrededor del átomo central SF6 14 Seis pares de electrones: ClF5, BrF5, IF5 Pirámide de base cuadrada (distorsionada) AX5 d (A-Xap) ° d (A-Xap) ° Fap-A-Fbas ClF5 1.570 1.670 86.0 BrF5 1.697 1.768 85.1 IF5 1.814 1.871 83.0 Moléculas con 4 pares de enlace y dos libres Geometría: cuadrado plano 15 Precaución La teoría TRPECV (VSEPR en inglés) sirve para elementos representativos principalmente. Menos eficaz para elementos de transición. Isolectronicidad Dos moléculas con el mismo número de electrones de valencia son isoelectrónicas. Las moléculas isoelectrónicas tipo AXn son también isoestructurales. Moléculas AX4 de 32 electrones y estructura tetraédrica: [BeCl4]2- [BF4]- CCl4 [PO4]3- [ClO4]- [AlCl4]- SiF4 POCl3 ClO3F [SiO4]4- [PCl4]+ SnCl4 16 http://www2.uah.es/edejesus/interactivos/VSEPR/tabla1.htm 17
