a) Escribe las estructuras de Lewis para el BF3, NF3 y F2CO.
b) ¿Cuál será la geometría de estas moléculas?
c) ¿Qué enlace de los que forma el flúor en las moléculas es más polar?
d) ¿Cuál o cuáles de estas moléculas son polares?
Solución:
a) Molécula de BF3:
Configuraciones electrónicas del boro (átomo central) y del flúor:
B: 1s22s22p1
F: 1s22s22p5
Estructura de Lewis de los átomos:
Según su configuración electrónica, el flúor tiene en su última capa 7 electrones (capa de valencia), luego necesita un electrón para conseguir la configuración de gas noble.
El boro tiene en su capa de valencia 3 electrones y al unirse a 3 átomos de flúor tendrá en su última capa un total de 6 electrones, por lo tanto es una excepción a la regla del octeto.
Estructura de Lewis de los átomos:
Número de electrones de valencia de la molécula:
ne,v = 1·3 (B) + 3·7 (F)= 24
Número de electrones para que se cumpla la regla del octeto:
ne = 1·6 (B) + 3·8 = 30
Número de enlaces:
n = (30 – 24)/2 = 3 (Tres pares de electrones enlazantes)
Número de pares de electrones no enlazantes:
n’e = (ne,v – 2·n)/2 = (24 – 2·3)/2 = 9
Molécula de NF3:
Estructura de Lewis de los átomos:
El nitrógeno (átomo central) pertenece al grupo VA, por tanto en su última capa tiene 5 electrones.
El flúor pertenece al grupo VIIA, luego en su última capa tiene siete electrones.
Número de electrones de valencia:
ne,v = 1·5 (N) + 3·7 (F) = 26
Número de electrones para que se cumpla la regla del octeto:
Número de electrones totales:
ne = 1·8 (Nl) + 3·8 (F) = 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 la molécula según Lewis:
F2CO:
Estructura de Lewis de los átomos:
Flúor (Grupo VIIA) → 7 electrones:
Carbono (Grupo IVA) → 4 electrones:
Oxígeno (Grupo VIA) → 6 electrones:
Número de electrones de valencia:
ne,v = 2·7 (F) + 1·4 (C) + 1·6 (O) = 24
Número de electrones para que se cumpla la regla del octeto:
Número de electrones totales:
ne = 2·8 (F) + 1·8 (C) + 1·8 (O) = 32
Número de enlaces:
n = (32 – 24)/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 = (24 – 2·4)/2 = 8
Para que el oxígeno pueda completar su octeto ha de compartir dos electrones, por tanto se formará un enlace doble.
Estructura de Lewis para la molécula:
b) BF3:
Número de pares de electrones del átomo central = 3 (número estérico)
Número de pares de electrones solitarios = 0
Forma molecular: Triangular
Geometría (configuración más estable): Triángulo equilátero o trigonal plana.
NF3:
Número de pares de electrones del átomo central = 4 (número estérico)
Número de pares de electrones solitarios = 1
Forma molecular: Tetraédrica
Geometría (configuración más estable): Piramidal trigonal.
F2CO:
Número de pares de electrones del átomo central = 3 (número estérico)
Número de pares de electrones solitarios = 0
Forma molecular: Triangular
Geometría (configuración más estable): Triángulo equilátero o trigonal plana.
c) El que forma con el boro por la mayor diferencia de electronegatividad.
d) La polaridad de una molécula depende del valor, diferente de cero, del momento dipolar resultante de los momentos dipolares de los enlaces; cosa, que a su vez, está condicionada por la geometría de la molécula.
Molécula de BF3:
Se han distribuido 3 pares de electrones en los vértices de un triángulo equilátero, esto justifica la geometría triangular plana de la molécula de BF3 (se ha omitido los pares de electrones del flúor)
La molécula BF3 es simétrica, se anulan los dipolos de sus enlaces y resulta un momento dipolar nulo, luego la molécula es apolar.
Molécula de NF3:
La molécula NF3 no es simétrica, por lo que no se anulan los dipolos de sus enlaces, luego la molécula es polar.
Molécula de F2CO:
Aunque la molécula F2CO es simétrica, no se anulan los dipolos de sus enlaces ya que el átomo central está unido a átomos diferentes (la polaridad del enlace F–C es más intensa, debido a la mayor diferencia de electronegatividad entre los átomos de flúor y carbono, que entre los átomos de oxígeno y carbono), por tanto la molécula es polar.
