Modelos de enlace. Estructuras de Lewis. Geometría molecular. Modelos que explican la formación del enlace covalente

Transcripción

1 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 cómo se produce el enlace dónde se produce Molécula Estructura Número de regiones de Lewis de elevada densidad Geometría molecular C 4 C 4 N 3 N 4 1

2 Cl Be Cl Cómo se define el ángulo de enlace? Cloruro de berilio, BeCl 2 2 zonas de alta densidad alrededor del átomo central Geometría lineal Trifluoruro de boro, BF 3 3 zonas de alta densidad alrededor del átomo central Vista superior 120º C Vista lateral Geometría plana trigonal Metano, C 4 4 zonas de alta densidad alrededor del átomo central 2

3 Centro Un tetraedro regular Una molécula tetraédrica Geometría tetraédrica Pentacloruro de fósforo, PCl 5 5 zonas de alta densidad alrededor del átomo central Geometría trigonal bipiramidal exafluoruro de azufre, SF 6 6 zonas de alta densidad alrededor del átomo central Influencia de los pares solitarios Par solitario Geometría octaédrica Par enlazante 3

4 : 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 C 4 Tetraédrica 109,5 N 3 Pirámide trigonal O Angular 104,5 2 O N 3 N Estructura de Lewis Geometría Geometría molecular Estructura de Lewis Geometría Geometría molecular Teoría del enlace de valencia Recordemos Supone que los electrones de una molécula ocupan orbitales atómicos de los átomos individuales. La acumulación de densidad 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

5 Recordemos Solapamiento de orbitales para formar enlaces covalentes Región de solapamiento Región de solapamiento Orbitales p Teoría del enlace de valencia C De acuerdo a la geometría de la molécula, todos los enlaces C- 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 Tipos comunes de hibridación Cloruro de berilio, BeCl 2 5

6 Be: 1s 2 2s 2 Cl Be Cl Estado basal: Promoción: Be: 1s 2 2s 2 Cl Be Cl Estado basal: Promoción: ibridización: 1s sp sp 2p ibridización Dos orbitales híbridos sp Un orbital híbrido sp Otro orbital híbrido sp Un átomo con hibridación sp Cl : Be : Cl 2p 2 sp 2p Región de solapamiento B: 1s 2 2s 2 2p 1 ibridización Estado basal: Promoción: ibridización: 1s sp 2 2p Vista lateral Tres orbitales sp 2 Un orbital sp 2 Un átomo con hibridación sp 2 6

7 Metano (C 4 ) C: 1s 2 2s 2 2p 2 Estado basal: C BF 3 Promoción: ibridización: 1s sp 3 ibridización Cuatro orbitales sp 3 tetraédricos Cuatro orbitales sp 3 del carbono Metano Un orbital híbrido sp 3 Cuatro orbitales 1s del hidrógeno Átomo de N aislado Electrones enlazantes Par solitario Átomo de N hibridizado Escribe la fórmula de Lewis e identifique el átomo central. Procedimiento para determinar estructura y enlace Determine las regiones de alta densidad sobre ese átomo central. Determine la geometría alrededor de ese átomo central. Determine la geometría molecular alrededor de ese átomo central. Átomo de O aislado Pares Electrones solitarios enlazantes Átomo de O hibridizado Determine si la molécula es polar o no polar. NO SI Puede identificarse otro átomo central? Determine los orbitales híbridos, describa el enlace. Ajuste la geometría molecular para los pares no compartidos 7

8 Orbitales atómicos Tipos de enlace 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). Enlace 2p y 2p y 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 C C N N Un enlace más un enlace Un enlace más dos enlaces : : Unión Unión Eteno (C 2 4 ) Uniones (sp 2 -sp 2 s-sp 2 ) y uniones (pz-pz) 8

9 Bibliografía Chang R. Química. 10 ma edición. Ed. McGraw ill Capítulo 9 y 10. Atkins P.W, Jones L. Principios de Química. 3 ra edición. Ed Panamericana Capítulos 2 y 3. Consultas: - A través del campus virtual - Correo electrónico - Clases de consulta presenciales 9