17. Estructuras de Lewis (IV)

Transcripción

1 17. Estructuras de Lewis (IV) ( Ocho o Más de Ocho? Esa es la Cuestión!) Modelo 1: La Estructura de Lewis para el ion nitrato. Las mediciones experimentales muestran que los tres enlaces NO en el NO 3 son idénticos. El orden de enlace N-O es 4/3 para cada enlace. Preguntas de Pensamiento Crítico 1. a) Cuántos electrones de valencia tiene un átomo de nitrógeno? b) Cuántos electrones de valencia tienen tres átomos de oxígeno? c) Cuántos electrones de valencia tiene una molécula de NO 3? d) Cuántos electrones de valencia tienen los iones NO 3? e) Cómo fue calculado el número de electrones utilizados para cada estructura de resonancia en el Modelo 1? 2. Por qué es un híbrido de resonancia una representación mejor para el NO 3 que una sola estructura? 3. Cómo fue el orden de enlace de 4/3 para el NO en el NO 3 calculado? 1

2 Ejercicios 1. Cuántos electrones de valencia se encuentran en cada uno de los siguientes iones o moléculas? SO 3 ; SO 2-3 ; SO 2 4 ; HSO 4 ; + NH4 ; C 6 H 6 ; C 14 H 12 N 4 O 2 S; C 14 H 12 N 4 O 2 S + ; C 6 H 5 NH + 3 ; CCl 4 ; ClO Cuántos electrones de valencia hay en el ion NO 2? La mejor estructura de Lewis para el NO 2 incluye dos estructuras de resonancia. Dibujar estas estructuras (incluyendo cargas formales). Cuál es el orden de enlace N-O? 3. Cuál es la longitud de enlace N-O más corta, la del NO 2 o la del NO3? 4. JN Spencer, GM Bodner, y LH Rickard, Química: Estructura y Dinámica, Cuarta Edición, John Wiley & Sons, Capítulo 4: Problemas: 32, 33, 37, 50 a 52, 83, Escribe la estructura de Lewis para los siguiente iones o moléculas: a) NH 3 b) CH 3 + c) H3 O + d) BH4 33.Escribe las estructuras de Lewis para los siguientes iones: a) NO 3 b) SO3 c) CO 3 d) NO Explica por qué una estructura satisfactoria para la estructura de Lewis del N 2 O 5 no se puede basar en un esqueleto que contenga un enlace NN: O 2 NNO 3. Muestra como una estructura de Lewis se puede escribir si se asume que la estructura de esqueleto es O 2 NONO 2. ESTRUC TURA 50. Dibuja todas las estructuras de Lewis posibles para el ion CO Dibuja las tres estructuras de Lewis que se puede usar para describir el ion SCN. 52. Cuál de las siguientes moléculas o iones se describe mejor como los híbridos de resonancia de dos o más estructuras de Lewis? a) HCO 2 b) PH 3 c) HCN d) C 2 H Cuántos pares electrones de no-enlace en HAY EN en las siguientes moléculas o iones. a) OH 2 b) O 2 c) CO 3 d) Br e) NH Cuál de las siguientes moléculas o iones tiene uno o más pares de electrones de noenlace. + a) H 2 S b) NH 4 c) AlH3 d) CH 3 NH2 2

3 Modelo 2: Expansión del octeto. La suma de los electrones de enlace y de los pares solitarios (de no enlace) de los átomos en el tercer, cuarto, y quinto períodos es a veces superior a ocho; véase la Figura 1. Figura 1. Los átomos en el tercer, cuarto y quinto períodos pueden aumentar su octeto. Preguntas de Pensamiento Crítico 4. Confirme que las estructuras de Lewis en la Figura 1 son válidas y que las cargas formales son correctas. 5. Cuál es la suma de los electrones de enlace y electrones no enlazantes para cada una de las átomos centrales en la figura 1? 6. Por qué el C, el N, el O y el F solo pueden dar cabida a ocho electrones (suma pares de electrones de unión y libres)? 7. Por qué pueden los átomos del tercer período (o mayor) acomodar más de ocho electrones (suma de los electrones de unión y los libres)? 8. Revisa (según sea necesario) tu lista de comprobación para determinar si una estructura de Lewis es correcta y cuál es la mejor estructura de Lewis. 3

4 Ejercicios 5. Cuántos electrones de valencia hay en el SO 3? Dibuja la mejor estructura de Lewis para el SO 3. (Sugerencia: todas las cargas formales son cero en la mejor estructura de Lewis para esta molécula.). Cuál es el orden de enlace SO? 6. Dibuja la mejor estructura de Lewis (incluir estructuras de resonancia y las cargas formales cuando sea necesario) para: SO 2 ; CO 3 2- ; SiCl 4 ; OH; HCN. 7. Algunas de las siguientes estructuras de Lewis faltan cargos formales. Para cada uno de las siguientes pares, sigue los pasos de las cargas formales y decide qué estructura de Lewis es mejor. 8. Hay seis estructuras de resonancia correctas para el SO 4 2. Una de ellas se muestra a continuación. Dibuja las otras cinco. Cuál es el orden de enlace SO en el SO 4 2? 9. Escribe la estructura de Lewis para cada una de las siguientes moléculas (incluye las estructuras de resonancia y la carga formal; se da el esqueleto de las estructuras); 4

5 10. Encuentra el error para cada una de las siguientes estructuras de Lewis. Da la estructura de Lewis correcta. 5

6 11. JN Spencer, GM Bodner, y LH Rickard, Química: Estructura y Dinámica, Cuarta Edición, John Wiley & Sons, Capítulo 4: Problemas: 117, 122, Generalmente las estructuras sugieren el esqueleto estructural de los compuestos, pero algunas fórmulas resultan guías equivocadas. Las fórmulas de los ácidos comunes es la siguiente: HNO 3, H 2 SO 4, H 3 PO 4, HClO 4. Escribe la estructura de Lewis para esos cuatro ácidos, asumiendo que su estructura se describen de manera más adecuada por las fórmulas HONO 2, (OH)SO 2, (HO) 3 PO, y HOClO En qué grupo de la tabla periódica pertenece el átomo X si hay dos pares de electrones de no-enlace en la capa de valencia del átomo central en el ion XF Cada una de las siguientes estructuras de Lewis es incorrecta. Explica que esta mal para cada caso y da la estructura de Lewis correcta. Problemas 1. Para cada una de las siguientes especies, dibuja la mejor estructura de Lewis (incluye las estructuras de resonancia y las cargas formales en caso necesario) y determina el orden de enlace entre el átomo central y un átomo enlazado: 3- a) PO 4 b) ClO 3 c)tecl 4 d) XeO 4 e) CO Identifica dos elementos que pueden representar "X" si X tiene un par libre en la molécula XBr Estima, lo mejor que puedas, la longitud del enlace CO en el ion carbonato, dado que la longitud de enlace CO en el metanol es de 143 pm y que la longitud de enlace CO en el formaldehído, H 2 CO, es de 116 pm. Explica tu razonamiento. 6