Moléculas Poliatómicas

Transcripción

1 Química General e Inorgánica A Moléculas Poliatómicas Tema 6 Enlaces en moléculas poliatómicas 1) predicción de la TRPECV (teoría de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia) 2) descripción de los enlaces - TEV-VD (teoría del enlace valenciavalencia dirigida). ibridación - TM (teoría del orbital ), para moléculas que admiten más de una estructura de Lewis

2 Teoría de la Repulsión (TRPECV) los pares electrónicos que rodean al átomo central se clasifican en: - pares (p.e.), que se encuentran compartidos entre dos átomos y tienen una nube electrónica concentrada - pares (p.a.), que pertenecen solamente al átomo central y tienen una nube electrónica más blanda y esparcida Las moléculas se simbolizan AL m N n A: átomo central L: ligandos m: cantidad de ligandos N: pares n: cantidad de pares Por ej. N 3 se simboliza AL 3 N 6.2 los pares electrónicos y se ubican tan alejados entre sí como sea posible, para disminuir al mínimo la repulsión interelectrónica la repulsión se ordena: p.a. p.a. > p.a. p.e. > p.e. p.e. m + n = distribución espacial o de la molécula m= de la molécula determinada por los pares tipo σ (los pares tipo π no se tienen en cuenta para la ) 6.3 2

3 Teoría de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) Predice la de la molécula en base a la repulsión electrostática entre los pares electrónicos que rodean al átomo central Tipo AL lineal lineal B B 6.4 Cloruro de berilio Cl Be Cl 2 átomos al átomo central 0 pares libres en el átomo central 6.5 3

4 TRPECV Tipo AL AL lineal plana lineal plana 6.6 Trifluoruro de boro Plana 6.7 4

5 TRPECV tipo AL linear linear AL plana plana AL tetraédrica tetraédrica 6.8 Metano Tetraédrica 6.9 5

6 TRPECV tipo AL lineal lineal AL plana plana AL tetraédrica tetraédrica AL bipirámide bipirámide 6.10 Pentacloruro de fósforo Bipirámide

7 TRPECV tipo AL lineal lineal AL plana plana AL tetraédrica tetraédrica AL bipirámide bipirámide AL octaédrica octaédrica 6.12 exafluoruro de azufre ctaédrica

8 la repulsión se ordena: p.a. p.a. > p.a. p.e. > p.e. p.e TRPECV tipo AL AL 2 N 2 1 plana plana plana angular

9 TRPECV tipo AL tetraédrica tetraédrica AL 3 N 3 1 tetraédrica pirámide 6.16 TRPECV tipo AL tetraédrica tetraédrica AL 3 N 3 1 tetraédrica pirámide AL 2 N tetraédrica angular

10 TRPECV tipo AL bipirámide bipirámide AL 4 N 4 1 bipirámide tetraedro distorsionado 6.18 TRPECV tipo AL AL 4 N 4 1 AL 3 N bipirámide bipirámide bipirámide bipirámide tetraedro distorsionado en T Cl

11 TRPECV tipo AL AL 4 N 4 1 AL 3 N AL 2 N bipiramidal bipiramidal bipiramidal bipiramidal bipiramidal tetraedro distorsionado en T lineal I I I 6.20 TRPECV tipo AL octaédrica octaédrica AL 5 N 5 1 octaédrica pirámide cuadrada Br

12 TRPECV tipo AL octaédrica octaédrica AL 5 N 5 1 octaédrica AL 4 N octaédrica pirámide cuadrada cuadrada plana Xe 6.22 Cómo predecir la? Plantear la estructura de Lewis para la molécula Contar el número de pares al átomo central (ligandos), representado por m Contar el número de pares del átomo central, representado por n Predecir la (m + n) de la molécula m + n lineal triangular tetraédrica bip. octaédrica Predecir la (m), sin considerar los pares

13 Cuáles son las s es de S 2 y S 4? S AL 4 N AL 2 N 2 angular S Tetraedro distorsionado S 6.24 Momento dipolar de enlace y momento dipolar resultante (μ) Momento dipolar resultante = 1.46 D Momento dipolar resultante = 0.24 D

14 Cuáles de las siguientes moléculas tienen momento dipolar? 2, C 2, S 2 y C 4 μ 0 molécula polar S μ 0 molécula polar C μ = 0 molécula no polar C μ = 0 molécula no polar 6.26 Momentos dipolares de algunas moléculas polares Molécula Geometría Momento dipolar (D) Lineal Lineal Lineal Lineal Angular Angular Piramidal Angular

15 Dipolos (moléculas polares) y microondas Campo eléctrico de la microonda Dirección de Dirección onda de onda Campo eléctrico de la microonda Direcciónde de onda onda 6.28 Descripción de los enlaces Teoría del Enlace Valencia (TEV) N 1s 2 2s 2 2p 3 1s 1 N 3 Si los enlaces se n por el solapamiento de orbitales 2p del nitrógeno con el orbital 1s de cada átomo de hidrógeno, cuál sería la de N 3? TEV predice ángulos de 90 0 para la superposición de los 3 orbitales 1s con los tres orbitales 2p -N- ángulo experimental

16 ibridación (TEV-VD) mezclar dos o más orbitales atómicos puros para r nuevos orbitales atómicos denominados híbridos 1. Mezclar por lo menos dos A puros no equivalentes (por ejemplo s y p). Los A híbridos tienen muy diferente de los A originales 2. El número de A híbridos es igual al número de A puros usados en el proceso de hibridación 3. Los enlaces covalentes se n por: a. Solapamiento de A híbridos con A puros b. Solapamiento de A híbridos con otros A híbridos 6.30 ormación de los orbitales híbridos sp 2.A. puros 2.A. híbridos sp p z -sp sp-p z enlaces σ σ

17 ormación de orbitales híbridos sp 2 3.A. puros 3.A. híbridos sp ormación de orbitales híbridos sp 3 ibridación 4.A. puros 4.A. híbridos sp

18 ormación de enlaces covalentes 6.34 Nitrógeno con hibridación sp 3 en N 3 Predecir el ángulo correcto del enlace

19 Cómo predecir la hibridación del átomo central? contar el número de pares al átomo central (m) contar el número de pares del átomo central (n) m + n = o distribución espacial m + n ibridación Ejemplos 2 sp BeCl 2 3 sp 2 B 3 4 sp 3 C 4, N 3, 2 5 sp 3 d PCl 5 6 sp 3 d 2 S ibridación sp de un átomo de carbono Estado fundamental Promoción de electrón Estado hibridado sp orbitales sp

20 ibridación sp 2 de un átomo de carbono Estado fundamental Promoción de electrón Estado hibridado sp 2 orbitales sp El orbital 2p z es perpendicular al plano de los orbitales híbridos

21 Enlace en el etileno enlace σ: la densidad electrónica se encuentra entre los dos átomos enlace π: la densidad electrónica se encuentra por arriba y por debajo del plano internuclear 6.40 ormación del enlace π en la molécula de etileno

22 Enlace en el acetileno 6.42 Moléculas con enlaces múltiples Enlace simple Enlace doble Enlace triple 1 enlace sigma 1 enlace sigma y 1 enlace pi 1 enlace sigma y 2 enlaces pi Cuántos enlaces σ y π hay en la molécula de ácido acético ( vinagre) C 3 C? C C enlaces σ = = 7 enlaces π =

23 Ruptura de la localización S 2 molécula con más de una estructura de Lewis S S S- simple = 1.54 Å S= doble = 1.40 Å S- experimental = 1.43 Å 1.43 S Teoría de la Resonancia Pauling S S estructura contribuyente I estructura contribuyente II E S S Estructuras contribuyentes Energía de resonancia íbrido de resonancia

24 Teoría del rbital Molecular (TM) S 2 - la estructura sigma no se modifica - se solapan los orbitales atómicos p z p z de S p z de 1 p z de 2 3 rbitales Moleculares π deslocalizados policéntricos - se una nube π deslocalizada, los electrones no pertenecen a un enlace en particular sino que están móviles - el enlace no es ni simple ni doble, tiene una longitud intermedia 6.46 Los orbitales es deslocalizados no están confinados entre dos átomos adyacentes, sino que en realidad se extienden sobretreso másátomos

25 Densidad electrónica arriba y abajo del plano de la molécula de benceno E S S estructuras localizadas Energia de deslocalización Estructura deslocalizada