LA FORMA DE LAS MOLÉCULAS

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1 LA FORMA DE LAS MOLÉCULAS Dr. Hugo Cerecetto Prof. Titular de Química

2 Temario 7. Las formas de las moléculas: Estructura de Lewis Distancias de enlace Ángulos de enlace Geometría molecular

3 Bibliografía

4 Estructura de Lewis: símbolo de puntos NH 3 1H 1s 1 7N 1s 2 2s 2 2p 1 2p 1 2p 1 H H N H Las estructuras de Lewis son útiles pero deben interpretarse concuidado En general desatienden la geometría verdadera de la molécula

5 TEORÍA DE repulsión DEL PAR ELECTRÓNICO DE LA CAPA DE VALENCIA (RPECV) Para construir la forma molecular tridimensional a partir de la estructura de Lewis se recurre a la teoría de RPECV - Grupo de electrones: cualquier número de electrones que ocupen una región localizada alrededor de un átomo (enlace sencillo, doble o triple, par solitario, un electrón solo) - Cada grupo de electrones de valencia alrededor del átomo central está ubicado lo más lejos posible de los otros a fin de minimizar lasrepulsiones - Cada uno de estos grupos que repele a otros grupos maximiza los ángulos entre grupos y ocupa tanto espacio como sea posible alrededor del átomo central

6 TEORÍA DE repulsión DEL PAR ELECTRÓNICO DE LA CAPA DE VALENCIA (RPECV) Cuando 2, 3, 4, 5 ó 6 objetos unidos a un punto central maximizan el espacio entre cada uno de ellos se obtienen CINCO patrones tridimensionalesdiferentes Los objetos en la teoría RPECV son electrones de valencia enlazados y no enlazados AX m E n my nenteros A = átomo central X = átomo circundante E = grupo de electrones no enlazado

7 RPECV 1) AX 2 dos grupos de electrones ARREGLO LINEAL - Los átomos se dirigen hacia direcciones opuestas - Forma molecular LINEAL -Ángulo de enlace = 180º BeCl 2 CO 2

8 RPECV 2) AX 3 ó AX 2 e tres grupos de electrones ARREGLO TRIGONAL -Los grupos de electrones se dirigen hacia los vértices de un triángulo equilátero -Ángulo de enlace (ideal)) = 120 o NO 3 - O BF 3 O N O 120º

9 RPECV 2) AX 3 ó AX 2 e -Cuando las entidades(átomos o electrones noenlazados) no son idénticos se observan desviaciones en el ángulo idealinter-enlace enlace -Ejemplo: formaldehido(ch 2 O) ángulos de enlace H-C-O: 122 o ángulo de enlace H-C-H: 116 o H H 122º C O 116º C O ideal H H real

10 RPECV 2) AX 3 ó AX 2 e -Cuando las entidades(átomos o electrones noenlazados) no son idénticos se observan desviaciones en el ángulo idealinter-enlace enlace -Ejemplo: formaldehido(ch 2 O) ángulos de enlace H-C-O: 122 o ángulo de enlace H-C-H: 116 o H 122º 116º C O ideal H real

11 RPECV 2) AX 3 ó AX 2 e -Cuando existe un par de electrones no enlazados la distribución espacial idealmente también estrigonal -La desviación es mucho más importante que enelel caso deax 3, adoptando una geometría angular geometría inclinada, forma V,o -Los pares de electrones solitarios (no enlazados) repelen a los pares enlazados más fuertemente que la repulsión entre paresenlazados SnCl 2..

12 RPECV 3) AX 4 ó AX 3 eóax 2 e 2 cuatro grupos de electrones ARREGLOTETRAÉDRICO - Tetraedro: pirámide regular de base triangular -Ángulo de enlace (ideal)) = 109 o 28 (109.5 o ) CH 4 cuando hay electrones no enlazados (E) existirá desviación de los ángulos interenlaces

13 RPECV 3) AX 4 ó AX 3 eóax 2 e 2 -conune geometría pirámide trigonal -Ángulos de enlace ligeramente menores.. NH 3 -con dose geometría inclinada, angular o forma V H 2 O (OH 2 ) H 104.5º O H

14 RPECV 3) AX 4 ó AX 3 eóax 2 e 2 Las repulsionesde los pares electrónicos causan desviaciones de los ángulos, entre los enlace, según:.. par solitario-par solitario > par solitario-par enlazante > par enlazante-par enlazante H 104.5º O H

15 RPECV 4) AX 5 ó AX 4 eóax 3 e 2 ó AX 2 e 3 cinco grupos de electrones BIPIRÁMIDE BIPIRÁMIDE TRIGONAL - dos tipos de posiciones: ecuatoriales y axiales - dos ángulos de enlace: 120 o separa los grupos ecuatoriales y 90 o separa los axiales delos grupos ecuatoriales 90 o 120 o a e Cuando existan electrones no-enlazantes(existencia de E) los electrones se ubican en las posiciones ecuatoriales ya que al ser el ángulo mayor las interacciones repulsiones serán más débiles

16 RPECV 4) AX 5 ó AX 4 eóax 3 e 2 ó AX 2 e 3 PCl 5 SF 4 Geometría molecular balancín

17 RPECV 4) AX 5 ó AX 4 eóax 3 e 2 ó AX 2 e 3 BrF 3 F Br 86.2º F Geometría molecular forma de T F I 3 - Geometría molecular lineal..

18 RPECV 5) AX 6 ó AX 5 eóax 4 e 2 seis grupos de electrones OCTAEDRO -Ángulo de enlace (ideal)) = 90 o SF 6 F F F S F F F

19 RPECV 5) AX 6 ó AX 5 eóax 4 e 2 IF 5 F 81.9º F F I F F Geometría molecular piramidal cuadrada.... XeF 4 F F Xe F F Geometría molecular cuadrada plana..

20 Uso de la teoría de de RPECV para para determinar la forma molecular 1- Escribir la estructura de Lewis para la fórmula molecular, paraverla colocación relativa deátomosyel número de grupos deelectrones 2- Asignar un arreglo del grupo de electrones por conteo de todos los grupos de electrones alrededor del átomo central, enlazados más losno enlazados. 3- Predecir el ángulo de enlace ideal a partir delarreglo de los grupos de electrones y la dirección de cualquier desviación causada por los pares solitarios o enlaces dobles 4- Formular y nombrar la forma molecular por conteo de los grupos enlazados y no enlazados separadamente

21 RESUMEN

22 RESUMEN

23 ENLACES DE BAJA ENERGÍA

24 Temario 6) Enlaces de baja energía: Clasificación de los enlaces de baja energía Características generales de los mismos Enlaces de van der Waals (dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido, dipolo instantáneo-dipolo inducido) Enlaces de hidrógeno

25 Bibliografía

26 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía) Tipos de fuerzas

27 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía) Tipos de fuerzas

28 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía) Como las fuerzas intermoleculares sólo son significativas cuando las moléculas se encuentran a cortas distancias unas de otras, únicamente cobran sentido en los estados de agregación líquido y sólido, donde las partículas están muy cercanas entre sí Estas interacciones atractivas (también llamadas fuerzas de cohesión) determinan el valor correspondiente al punto de fusión(pf) yal punto de ebullición(peb PEb) dela sustancia

29 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía)

30 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía) Estas atracciones se presentan en compuesto enlos cuales el hidrógeno está enlazado covalentemente a elementos muy electronegativos de radio atómico pequeño En estos compuestos el átomo del elemento electronegativo ejerce una atracción fuerte sobre los electrones de enlace que deja al hidrógeno conun alto δ+ Este hidrógeno puede ser atraído por otro átomo electronegativo deuna molécula vecina, formando un enlace de hidrógeno Agua Amoniaco

31 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía)

32 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía)

33 Fuerzas intermoleculares (enlaces de baja energía) Las moléculas no polares (por ej. F 2 ) cuando están aisladas no tienen dipolos permanentes, pero a pesar de esto, pueden licuarse cuando conforman un conjunto de moléculas. Debe de existir un tipo de fuerza intermolecular para estasentidades F F F F inducción de F F inducción de F F dipolo instantáneo dipolo instantáneo Cuando otra molécula se acerca induce un dipolo instantáneo (dipolo inducido instantáneo) y así sucesivamente sobre otras moléculas, que mantiene al sistema químico con cohesión Estas fuerzas son conocidas como fuerzas de dispersión o interacciones delondon

34 Tarea 14 (Última Tarea) 12 /7 (20:00 h) al 20/7 (20:00 h)

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