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Tema 2. Geometría Molecular Chang 11 ed. Cap 10.1-10.2 Brown 12 ed. Cap 9.1-9.3 Modelo de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (RPECV) Moléculas tipo AXn, AXnEm Polaridad y RPECV Momento dipolar Predicción de ángulos de enlace Forma y estructura molecular TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model Teoría del Enlace de Valencia (TEV) Teoría Orbital Molecular (TOM) Interacciones electrostáticas entre pares de e-s Describe la distribución de e-s y la forma molecular en términos de ocupación de los orbitales. Formación de enlace covalente Modelo de la Repulsión de los Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (RPECV) La geometría molecular es la forma general de una molécula, determinada por las posiciones relativas de los núcleos atómicos. Forma y estructura molecular ¿Cómo explicar las geometrías de las moléculas? Molecular Shape and Structure. Interacciones eletrostáticas entre pares de e-s. Modelo de la Repulsión de los Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (RPECV) Modelo de la Repulsión de los Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (RPECV) El modelo RPECV predice las formas de las moléculas y los iones al suponer que los pares de electrones de capa de valencia están dispuestos alrededor de cada átomo para que los pares de electrones se mantengan lo más lejos posible entre sí, minimizando así las repulsiones de pares de electrones. TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model Disposición de e-pares sobre un átomo La disposición electrónica de la molécula es la disposición de las ubicaciones "más distantes" de estas regiones. Estrategia 1) Lewis 2) Tipo de molécula 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) (De acuerdo al modelo) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) (De acuerdo al modelo) Importante: La especie debe tener mínimo dos átomos enlazados para poder definir el valor del ángulo - SIN PARES LIBRES - CON PARES LIBRES AX2 AX3 AX4 AX6 AX5 SIN PARES LIBRES Lineal Tetraédrica Octaédrica Bipirámide Trigonal - Dibujo - Ángulo - Nombre Atrás Adelante ecuatoriales axiales Trigonal Planar CON PARES LIBRES AX2E1 AX3E1 AX5E1 AX4E1 - Dibujo - Ángulo - Nombre Importante: La especie debe tener mínimo dos átomos enlazados para poder definir el valor del ángulo. Angular Angular Piramidal Trigonal Lineal Importante: Se quieren que la especie tenga mínimo dos átomos enlazados para poder definir el valor del ángulo. tetraédrica distorsionada Con forma de T Lineal Lineal d e “ su b e y b a ja ” <90° <120° <<180° <<90° 180° Importante: Se quieren que la especie tenga mínimo dos átomos enlazados para poder definir el valor del ángulo. Plana cuadrada Piramidal cuadrada tetraédrica distorsionada Con forma de T Lineal Lineal d e “ su b e y b a ja ” <90° <120° <<180° <<90° 180° <90° 90° TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model Regla 2 No hay distinción entre enlaces simples y múltiples: un enlace múltiple se trata como una región única de alta concentración de electrones. Regla 1 Las regiones de alta concentración de electrones (enlaces y pares solitarios en el átomo central) se repelen entre sí y, para minimizar sus repulsiones, estas regiones se mueven lo más lejos posible mientras mantienen la misma distancia del átomo central. TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model Regla 3 Todas las regiones de alta densidad electrónica, pares solitarios y enlaces, se incluyen en una descripción de la disposición electrónica, pero solo se consideran las posiciones de los átomos al identificar la forma de una molécula. Molecules with Lone Pairs on the Central Atom (AXnEm) A átomo central X átomo unido E par libre (AXnEm) AX3 AX3E Si hay pares solitarios presentes, la forma molecular difiere de la disposición de los electrones porque solo se consideran las posiciones de los átomos al nombrar la forma. Tetra+edrica PyramidalTrigonal Rule 4 Las fuerzas de repulsión están en el orden: TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model Un par libre está menos restringido que los pares de unión y, por lo tanto, ocupa más espacio; los pares de enlace (con sus átomos) se alejan del par solitario en un intento de reducir la repulsión que experimentan, comprimiendo así ligeramente el ángulo de enlace. par solitario - par solitario > par solitario - par de enlace > par de enlace - par de enlace TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model TheValence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) Model 1. Analizar la Geometría Molecular para BeCl2 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) 2. Analizar la Geometría Molecular para BCl3 3. Analizar la Geometría Molecular para CH4 4. Analizar la Geometría Molecular para PCl5 5. Analizar la Geometría Molecular para SF6 6. Analizar la Geometría Molecular para NH3 7. Analizar la Geometría Molecular para H2O 8. Analizar la Geometría Molecular para IF5 9. Analizar la Geometría Molecular para CH3COOH https://phet.colorado.edu/sims/html/molecule-shapes/latest/molecule-shapes_es.html Metano Amoniaco Agua AX2E2 ↓ “ AX4 “ AX3E1 ↓ “AX4 “ AX4 AngularPiramidal trigonalTetraédrica Analizar la Geometría Molecular para BeCl2 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX2 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) Lineal 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Lineal 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX3 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) Trigonal Planar 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para BCl3 Trigonal Planar Plano Atrás Adelante Enlaces que coinciden con el plano del papel: dos líneas Enlace que se proyecta hacia atrás del papel: cuña discontinua Enlace que se dirige por encima del papel: cuña completa https://phet.colorado.edu/sims/html/molecule-shapes/latest/molecule-shapes_es.html 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX4 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para CH4 Tetraédrica Tetraédrica 109.5° PlanoAtrás Adelante axiales axiales ecuatoriales ecuatoriales ecuatoriales 90° 120° Tetraédrica Trigonal Planar Lineal 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX5 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para PCl5 Bipirámide Trigonal Bipirámide Trigonal axiales ecuatoriales Atrás Adelante Plano Plano axiales 90° 90° 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX6 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para SF6 Octaédrica Octaédrica 90° 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX3E1 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para NH3 Tetraédrica Piramidal trigonal →AX4 109.5° 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX2E2 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para H2O Tetraédrica Angular →AX4 109.5° 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: AX5E1 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) Analizar la Geometría Molecular para IF5 Octaédrica Piramidal cuadrada →AX6 90° <90° Total de pares electrónicos (enlazantes y no enlazantes) Pares enlazantes Pares no enlazantes Geometría Ejemplos 2 2 0 Lineal CO2 3 3 2 0 1 Trigonal plana Angular BCl3 SO2 4 4 3 2 0 1 2 Tetraédrica Pirámide trigonal Angular SiF4 PH3 H2S 5 5 4 3 2 0 1 2 3 Bipirámide trigonal Balancín Forma "T" Lineal PF5 SCl4 IF3 XeF2 6 6 5 4 0 1 2 OctaédricaPirámide b.cuadrada Cuadrada plana SiF6 -2 IF5 ICl4 - Ejemplos: Ejercicios: Analice la Geometría Molecular de cada especie de la siguiente tabla (Realice el procedimiento visto en clase) PH3 SO2 H2S ClO2 H2CO NO IF3 PF5 XeF2 SiF6 2- BCl3 IF5 SCl4 XeOF4 ICl2 + OF2 AlCl4 - I3 - NO2 O3 AsH3 CO2 SnCl2 OF2 SiF4 HCN NO2 - SO3 2- XeO3 AlCl4 - CH3CH2OH CH3COOH CH2CH2 H2SO4 1. Analizar la Geometría Molecular para BeCl2 1) Lewis: 2) Tipo de molécula: 3) Geometría Básica (Dibujo, ángulo, nombre) 4) Geometría Molecular (Dibujo, ángulo, nombre) 2. Analizar la Geometría Molecular para BCl3 3. Analizar la Geometría Molecular para CH4 4. Analizar la Geometría Molecular para PCl5 5. Analizar la Geometría Molecular para SF6 6. Analizar la Geometría Molecular para NH3 7. Analizar la Geometría Molecular para H2O 8. Analizar la Geometría Molecular para IF5 9. Analizar la Geometría Molecular para CH3COOH https://phet.colorado.edu/sims/html/molecule-shapes/latest/molecule-shapes_es.html VSEPR model and polarity Polarity Two polarity types Bond Polarity: electronegativity Molecule Polarity: dipole momento, µ VSEPR model and polarity d- d-d+ El carácter polar del enlace covalente, pero también la geometría molecular, determinan la polaridad molecular. Una molécula diatómica es polar si su enlace es polar. Apolar si su enlace es apolar Una molécula poliatómica es polar si tiene enlaces polares dispuestos en el espacio de tal manera que los momentos dipolares asociados con los enlaces no se cancelen. VSEPR model and polarity d- d-d+ d- d+ d+ d+ d- d+ d+ NH3 Una molécula poliatómica es polar si tiene enlaces polares dispuestos en el espacio de tal manera que los momentos dipolares asociados con los enlaces no se cancelen. H2O CO2 𝝁 = 𝟎 𝝁 ≠ 𝟎 𝝁 ≠ 𝟎 Molécula polar Molécula apolar Molécula polar VSEPR model and polarity VSEPR model and polarity VSEPR model and polarity VSEPR model and polarity C2H2Cl2 Moléculas mas grandes En algunos compuestos es complejo determinar el vector por lo cual es importante saber que el vector existe, para poder definir la polaridad de la molécula Prediga el valor de los ángulos de enlace, valores reales Palabras claves: prediga, analice, que valor espera Analizar en las moléculas la presencia de enlaces dobles, enlaces triples, pares libres y el tamaño. Con esto se predice un valor determinando del ángulo Modelo (RPECV)Real Metano, CH4 Amoniaco, NH3 Agua, H2O Modelo Real Trihaluros de Fósforo, PX3 Χ(P) = 2.19 AX3E PI3 PBr3 PCl3 PF3 χ(X) 2.66 2.96 3.16 3.98 Ángulos X-P-X 102° 101.5° 100.3° 97.8° Analizar_Tarea Prediga el valor de los ángulos de enlace Compuesto Lewis GB (Modelo) H–X–H GM (Modelo) H–X–H GM (Predicción/ Real) H–X–H Polaridad de la molécula PH3 Tetraédrica Pirámide trigonal 109.5° https://phet.colorado.edu/sims/html/molecule-polarity/latest/molecule-polarity_es.html https://phet.colorado.edu/sims/html/molecule-shapes/latest/molecule-shapes_es.html Analice la Geometría adoptada en cada átomo central en el siguiente compuesto y analice el tipo de molécula, geometría básica (GB), geometría molecular (GM), valor ángulo para GB y GM de acuerdo al modelo (señalando en la estructura).
