Geometría molecular 05

 

Según la teoría del modelo de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia, indique para las moléculas de metano CH4; tricloruro de fósforo PCl3; hexafluoruro de azufre SF6:

a)  El número de pares de electrones de enlace y de pares de electrones solitarios que presentan.

b)  La ordenación espacial de los pares de electrones de valencia para el átomo central.

c)  La geometría que presenta la molécula.

 

 

Solución:

Los pasos a seguir son los siguientes:

1º)  Estructura de Lewis de los átomos.

2º)  Estructura de Lewis de la molécula.

3º)  Número estérico (nº. de pares de electrones del átomo central)

4º)  Número de pares de electrones solitarios del átomo central.

5º)  Formas geométricas posibles.

6º)  Formas geométricas favorables.

Metano, CH4:

Estructura de Lewis de los átomos:

El carbono (átomo central)  pertenece al grupo IVA, por tanto en su última capa tiene 4 electrones.

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,1

El hidrógeno pertenece al grupo IA, por tanto en su última capa tiene 1 electrón.

FORMULA DE LEWIS 06,1

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·4 (C) + 4·1 (H) = 8

Número de electrones totales para que se cumpla la regla del octeto:

ne,t =  1·8 (C) + 4·2 (N) = 16

El hidrógeno únicamente necesita dos electrones para alcanzar la estructura de gas noble (He), luego no cumple la regla del octeto.

Número de enlaces:

n = (16 – 8)/2 = 4  (cuatro pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

n'e = (nº e de valencia – 2·nº enlaces)/2

n'e = (8 – 2·4)/2 = 0

Estructura de Lewis para la molécula:

GEOMETRIA MOLECULAR 05,1

a)  Nº. estérico = 4 (nº de pares de electrones del átomo central)

Nº de pares solitarios del átomo central = 0

b)  Ordenación espacial: Tetraédrica

c)  Geometría (configuración más estable): Tetraédrica.

Tricloruro de fósforo, PCl3:

Estructura de Lewis de los átomos:

El fósforo (átomo central)  pertenece al grupo VA, por tanto en su última capa tiene 5 electrones.

FORMULA DE LEWIS 06,19

El cloro pertenece al grupo VIIA, luego en su última capa tiene siete electrones.

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·5 (P) + 3·7 (Cl) = 26

Número de electrones para que se cumpla la regla del octeto:

Número de electrones totales:

ne = 1·8 (P) + 3·8 (Cl) = 32

Número de enlaces:

n = (32 – 26)/2 = 3 (tres pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

n'e = (nº e de valencia – 2·nº enlaces)/2

n'e = (26 – 2·3)/2 = 10

Estructura de Lewis para la molécula:

GEOMETRIA MOLECULAR 05,2

a)  Nº. estérico = 4 (nº de pares de electrones del átomo central)

Nº de pares solitarios del átomo central = 1

b)  Ordenación espacial: Tetraédrica

c)  Geometría (configuración más estable): piramidal trigonal.

Hexafluoruro de azufre, SF6:

Estructura de Lewis de los átomos:

El azufre (átomo central)  pertenece al grupo VIA, por tanto en su última capa tiene 6 electrones.

FORMULA DE LEWIS 09,3

El flúor pertenece al grupo VIIA, por tanto en su última capa tiene 7 electrones.

FORMULA DE LEWIS 08,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·6 (S) + 6·7 (F) = 48

Número de electrones para que se cumpla la regla del octeto:

No siempre se cumple la regla del octeto, pues en algunas ocasiones el átomo central puede tener 10, 12, 14 y 16 electrones. En este caso un átomo de azufre está rodeado de 6 átomos de flúor, luego ha de compartir seis pares de electrones o sea un total de 12.

Número de electrones totales:

ne = 1·12 (S) + 6·8 (F) = 60

Número de enlaces:

n = (60 – 48)/2 = 6 (seis pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

n'e = (nº e de valencia – 2·nº enlaces)/2

n'e = (48 – 2·6)/2 = 18

Estructura de Lewis para la molécula:

GEOMETRIA MOLECULAR 05,3

Los pares de electrones se han representado por un guión y lo pares no enlazantes (3 pares por átomo de flúor) se han omitido.

a)  Nº. estérico = 6 (nº de pares de electrones del átomo central)

Nº de pares solitarios del átomo central = 0

b)  Ordenación espacial: Octaédrica.

c)  Geometría (configuración más estable): Octaédrica. 

 

 

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