Estructuras de Lewis (I)

Transcripción

1 Estructuras de Lewis (I) ( Cómo se forma una molécula?) Las propiedades de una molécula dependen de cómo los electrones se distribuyen en la molécula. Por ejemplo, se necesita más energía para separar un átomo de oxígeno de un átomo de carbono en una molécula de monóxido de carbono, CO, que separar un átomo de oxígeno de uno de carbono en una molécula de dióxido de carbono, CO2. Otro ejemplo: el CO2 es un molécula lineal (los tres núcleos se encuentran en una línea recta), mientras que H2O no es lineal (la tres núcleos no se encuentran en una línea recta). Estos hechos determinados experimentalmente pueden ser predichos por medio de diagramas de moléculas, conocidos como estructuras de Lewis. El propósito de las Estructuras de Lewis es proporcionar una manera simple para los químicos de representar moléculas que permite hacer predicciones razonables sobre la estructura y propiedades de las moléculas. Modelo 1: Métodos comunes para representar a los átomos. Figura 1. Dos métodos para representar a los átomos Hemos visto que un átomo de hidrógeno tiene una carga del core de +1 y que un átomo neutro de hidrógeno tiene un electrón de valencia. También, hemos visto que un átomo de flúor tiene una carga del core de +7 y siete electrones de valencia. Por lo tanto, hemos representado estos dos átomos como se muestra en la Figura 1. Alternativamente, podríamos representar cada átomo con el símbolo atómico apropiado y un punto para cada electrón de valencia, como también se muestra en la Figura 1. Estas última manera de representar los átomos ocupan menos espacio, hacen que el átomo sea más fácilmente identificable, y es más concisa; sin embargo, la carga del core no se muestra explícitamente, por lo que es responsabilidad del lector recordarla.

2 G. N. Lewis propuso las siguientes representaciones de los electrones de valencia para los grupos indicados Preguntas de Pensamiento Crítico 1. Para cada uno de los siguientes átomos neutros da la carga del core. a) b) c) 2. Dar la representación de Lewis para cada uno de los siguientes átomos. a) yodo b) calcio c) fósforo Modelo 2: Estructuras de Lewis para las moléculas. El enlace covalente el compartimiento de dos electrones de la capa de valencia entre dos átomos: o de manera más simple, usualmente utilizada para el enlace covalente

3 Otro ejemplo, Información Dos reglas para las estructuras de Lewis: El hidrógeno tiene que compartir dos electrones un par de enlace. La suma de los (enlace) electrones compartidos y los pares de electrones solitarios de los átomos de carbono, nitrógeno, oxígeno y flúor deben ser ocho un octeto. Por lo general, los otros elementos de los grupos 14(IVA), 15(VA), 16(VIA), y 17(VIIA) también siguen la regla del octeto. Preguntas de Pensamiento Crítico 3. Teniendo en cuenta el modelo de capas del átomo, sugieran una posible razón por la que Lewis propuso un máximo de dos electrones para los átomos de hidrógeno y un máximo de ocho para los átomos de carbono, nitrógeno, oxígeno y flúor? 4. Responde a las siguientes preguntas para el átomo de nitrógeno: a. Cuál es la estructura de Lewis para el N? b. Cuántos electrones adicionales requiere un átomo de N cuando forma una molécula? c. Cuál es la fórmula probable para una molécula compuesta de átomos de hidrógeno y un átomo de nitrógeno? Dibuja la estructura de Lewis para esta molécula. 5. Cuál es una fórmula probable para una molécula compuesta de átomos de hidrógeno y un átomo de azufre? Dibuja la estructura de Lewis para esta molécula. 6. Haz una lista de control que se pueda utilizar para determinar si la estructura de Lewis para una molécula es correcta.

4 7. Sin intentar dibujar una estructura de Lewis, calcula el número total de electrones de valencia en cada una de estas moléculas: a. H2CO b. N2 c. Cl2 Modelo 3: Estructuras de Lewis de algunas moléculas. H C H N N Cl Cl O H2CO N2 Cl2 Preguntas de Pensamiento Crítico 8. Cuál es el número total de electrones en la estructura de Lewis en el Modelo 3 para cada una de las siguientes moléculas: a. H2CO b. N2 c. Cl2 9. Compara tus respuestas a PPCs (Preguntas de Pensamiento Crítico) 7 y 8. Cómo se determina el número total de electrones que se debe utilizar para generar una estructura de Lewis? 10. Para Cl2, es la suma de los electrones de enlace y los pares de electrones solitarios (también conocido como electrones no enlace) alrededor de cada átomo de Cl consistente con el modelo Lewis? 11. Para la molécula de N2, es la suma de los electrones de enlace y los electrones de no enlace alrededor de cada átomo consistente con el modelo de Lewis de nitrógeno?

5 12. Para H2CO: d. Es la suma de los electrones de enlace y solitarios par electrones alrededor del átomo consistente con el modelo de Lewis de carbono? e. Es la suma de los electrones de enlace y pares de no enlace alrededor del átomo de oxígeno en consonancia con el modelo de Lewis? 13. Revisa (según sea necesario) tu lista de comprobación que se puede utilizar para determinar si la estructura Lewis para una molécula es correcta. 14. Utiliza tu lista de comprobación para determinar si la siguiente es una estructura correcta para el CO2: O C O Ejercicios 1. Cuántos electrones de valencia están en la molécula de F2? Escribe la estructura de Lewis para el F2. 2. Cuántos electrones de valencia están en la molécula de Cl2? Escribe la estructura de Lewis para el Cl2. 3. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula SiH4? Escribe la estructura de Lewis para SiH4. 4. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula SiCl4? Escribe la estructura de Lewis para SiCl4. 5. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula de NH3? Escribe la estructura de Lewis para NH3. 6. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula NCl3? Escribe la estructura de Lewis para NCl3.

6 7. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula PH3? Escribe la estructura de Lewis para PH3. 8. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula de PCl3? Escribe la estructura de Lewis para PCl3. 9. Calcula el número total de electrones en las estructuras de Lewis para cada una de las siguientes moléculas: CH3Cl, CH3COOH, HCOOH, HNNH, N2O4, PbCl4, C2H5OH 10. Define el término electrones de valencia. 11. Determina el número de electrones de valencia en los átomos neutros de los siguientes elementos. a) Li b) C c) Mg d) Ar 12. Determina el número de electrones de valencia de los siguientes iones negativos y describe cualquier tendencia general. a) C 4 b) N 3 c) S 2 d) I 13. Determina el número de electrones de valencia en los siguientes iones positivos y describe cualquier tendencia general. a) Na + b) Mg 2+ c) Al 3+ d) Sc Determina el número total de electrones de valencia en las siguientes moléculas o iones. a) BF3 b) CH4 d) H2SO4 15. Determina el número total de electrones de valencia en las siguientes moléculas a) KrF2 b) SF4 Problemas 1. Cuántos electrones de valencia hay en la molécula C6H12O6? 2. Cuántos electrones de valencia hay en el ion NH4 +? 3. Cuántos electrones de valencia hay en el ion O2 2-?