Geometría molecular 06

 

Halla la geometría de los siguientes compuestos:

a)  IF5

b)  H2O

c)  CO2

 

 

Solución:

a)  IF5

Estructura de Lewis de los átomos:

El yodo pertenece al grupo VIIA, luego en su última capa tiene siete electrones:

FORMULA DE LEWIS 09,5

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

FORMULA DE LEWIS 08,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·7 (I) + 5·7 (F) = 42

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

En este caso no se puede cumplir la regla del octeto ya que, por haber cinco átomos de flúor, el átomo de yodo comparte 5 electrones y le sobran 2, por tanto su número total de electrones será 12.

Número de electrones totales:

ne = 1·12 (I) + 5·8 (F) = 52

Número de enlaces:

n = (52 – 42)/2 = 5 (cinco pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (42 – 2·5)/2 = 16

Estructura de Lewis para la molécula:

GEOMETRIA MOLECULAR 06,1

Los pares de electrones no enlazantes de los átomos de flúor (3 por cada átomo de flúor) se han suprimido y los enlazantes se han sustituido por un guión.

Nº. estérico = 6

Nº de pares solitarios = 1

Forma molecular: Octaédrica.

Geometría (configuración más estable): Tetragonal piramidal o piramidal cuadrada.

GEOMETRIA MOLECULAR 06,2

b)  H2O

Estructura de Lewis de los átomos:

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

FORMULA DE LEWIS 06,1

El oxígeno pertenece al grupo VIA, luego en su última capa tiene 6 electrones.

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,2

Número de electrones de valencia:

ne,v = 2·1 (H) + 1·6 (O) = 8

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

Número de electrones totales:

ne = 2·2 (H) + 1·8 (Cl) + 3·8 (O) = 12

Número de enlaces:

n = (12 – 8)/2 = 2 (dos pares de electrones enlazantes)

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

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (8 – 2·2)/2 = 2

Estructura de Lewis para la molécula:

FORMULA DE LEWIS 08,8

Nº. estérico = 4

Nº de pares solitarios = 2

Forma molecular: Tetraédrica.

Geometría (configuración más estable): Angular en forma de V.

GEOMETRIA MOLECULAR 06,3

c)  CO2

Estructura de Lewis de los átomos:

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

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,1

El oxígeno pertenece al grupo VIA, luego en su última capa tiene 6 electrones.

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,2

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·4 (C) + 2·6 (O) =16

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

ne,t =  1·8 (C) + 2·8 (O) = 24

Número de enlaces:

n = (24 – 16)/2 = 4  (cuatro pares de electrones enlazantes)

Aparentemente no hay suficientes átomos de oxígeno para que se formen 4 enlaces, pero cada átomo de oxígeno necesita dos electrones, por tanto los enlaces del átomo central (C) serán dos covalentes dobles, con lo que resultan un total de cuatro enlaces.

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (16 – 2·4)/2 = 4 (cuatro pares de electrones no enlazantes)

Estructura de Lewis para la molécula:

GEOMETRIA MOLECULAR 06,4

Nº. estérico = 2

Nº de pares solitarios = 0

Forma molecular: Lineal.

Geometría (configuración más estable): Lineal. 

GEOMETRIA MOLECULAR 06,5

 

 


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. 

 

 

Geometría molecular 04

 

Halla la geometría de los siguientes compuestos:

a)  AsCl3

b)  TeCl4

 

 

 

Solución:

a)  Estructura de Lewis de los átomos:

El arsénico pertenece al grupo VA, por tanto en su última capa tiene 5 electrones.

GEOMETRIA MOLECULAR 04,1

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

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·5 (As) + 3·7 (Cl) = 26

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

Número de electrones totales:

ne = 1·8 (As) + 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 04,2

Nº. estérico = 4

Nº de pares solitarios = 1

Forma molecular: Tetraédrica

Geometría (configuración más estable): Piramidal trigonal.

GEOMETRIA MOLECULAR 03,3

b)  Estructura de Lewis de los átomos:

Teluro (Grupo VIA) → 6 electrones:

GEOMETRIA MOLECULAR 04,3

Cloro (Grupo VIIA) → 7 electrones:

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·6 (Te) + 4·7 (Cl) = 34

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

Número de electrones totales:

En este caso no se puede cumplir la regla del octeto ya que, por haber cuatro átomos de cloro, el átomo de teluro comparte 4 electrones y le quedan 2, por tanto su número total de electrones será 10.

ne = 1·10 (Te) + 4·8 (Cl) = 42

Número de enlaces:

n = (42 – 34)/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 = (34 – 2·4)/2 = 13

Estructura de Lewis para la molécula:

GEOMETRIA MOLECULAR 04,4

Nº. estérico = 5

Nº de pares solitarios = 1

Forma molecular: Bipiramidal trigonal.

Geometría (configuración más estable): Balancín o Tetraedro irregular.

GEOMETRIA MOLECULAR 04,5

 

 

Geometría molecular 03

 

Utilizando el método RPENV, describe la forma geométrica de la molécula de amoniaco.

 

 

Solución:

Estructura de Lewis para los átomos:

Configuración electrónica del nitrógeno (átomo central):

GEOMETRIA MOLECULAR 03,1

FORMULA DE LEWIS 06,15

Configuración electrónica del hidrógeno:

GEOMETRIA MOLECULAR 03,2

FORMULA DE LEWIS 06,1

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·5 (N) + 3·1 (H) = 8

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

ne = 1·8 (N) + 3·2 (H) = 14

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 = (14 – 8)/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 = (8 – 2·3)/2 = 1 (Un par de electrones no enlazantes)

Estructura de Lewis para la molécula:

FORMULA DE LEWIS 08,10

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

Nº de pares solitarios del átomo central = 1

Enlaces: Tres simples.

Como el número estérico es 4, la forma de la molécula predicha de acuerdo con la teoría de la repulsión de pares de electrones de valencia dirigida es: Tetraédrica.

Geometría: El número de pares solitarios (no enlazantes) del átomo central es uno, luego la configuración más estable es: Piramidal trigonal.

 

GEOMETRIA MOLECULAR 03,3

 

 


Fórmula electrón punto o de Lewis 09

 

Indica la estructura de Lewis de los siguientes compuestos:

a)  HCN   b)  PF5   c)  SF6   d)  IF7   e)  OsF8

 

 

Solución:

Siempre que haya varios átomos de una clase y uno sólo de otra se debe suponer, si no se indica lo contrario, que todos aquellos están unidos a éste y no entre sí.

a)  HCN (ácido cianhídrico)

En este caso el átomo central es el carbono.

Estructura de Lewis de los átomos:

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

FORMULA DE LEWIS 06,1

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

FORMULA ELECTRON PUNTO 06,1

El nitrógeno pertenece al grupo V A (15), luego en su última capa tiene 5 electrones.

FORMULA DE LEWIS 06,15

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·1 (H) + 1·4 (C) + 1·5 (N) =10

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

ne,t =  1·2 (H) + 1·8 (C) + 1·8 (N) = 18

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 = (18 – 10)/2 = 4  (cuatro pares de electrones enlazantes)

Como el hidrógeno únicamente podrá forma un enlace ya que solamente tiene un electrón, los otros tres serán formados por el nitrógeno.

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (10 – 2·4)/2 = 1

Estructura de Lewis para la molécula:

FORMULA DE LEWIS 09,1

b)  PF5

Estructura de Lewis de los átomos:

Fósforo (Grupo VA) → 5 electrones:

FORMULA DE LEWIS 06,19

Flúor (Grupo VIIA) → 7 electrones.

FORMULA DE LEWIS 08,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·5 (P) + 5·7 (F) = 40

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

Número de electrones totales:

ne = 1·10 (P) +5·8 (F) = 50

En este caso no se cumple la regla del octeto ya que como hay cinco átomos de flúor rodeando al fósforo, se necesitarán 10 electrones.

Número de enlaces:

n = (50 – 40)/2 = 5 (cinco pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (40 – 2·5)/2 = 15

Estructura de Lewis para la molécula:

FORMULA DE LEWIS 09,2

Los pares de electrones no enlazantes se han suprimido (3 pares por cada átomo de flúor) y los enlazantes se han sustituido por un guión.

c)  SF6

Estructura de Lewis de los átomos:

Azufre (Grupo VIA) → 6 electrones:

FORMULA DE LEWIS 09,3

Flúor (Grupo VIIA) → 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:

En este caso no se cumple la regla del octeto ya que como hay seis átomos de flúor rodeando al azufre, se necesitarán 12 electrones.

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:

FORMULA DE LEWIS 09,4

Los pares de electrones no enlazantes se han suprimido (3 pares por cada átomo de flúor) y los enlazantes se han sustituido por un guión.

d)  IF7

Estructura de Lewis de los átomos:

Yodo (Grupo VII) → 7 electrones:

FORMULA DE LEWIS 09,5

Flúor (Grupo VIIA) → 7 electrones.

FORMULA DE LEWIS 08,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·7 (I) + 7·7 (F) = 56

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

En este caso no se cumple la regla del octeto ya que como hay siete átomos de flúor rodeando al yodo, se necesitarán 14 electrones.

Número de electrones totales:

ne = 1·14 (I) + 7·8 (F) = 70

Número de enlaces:

n = (70 – 56)/2 = 7 (siete pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (56 – 2·7)/2 = 21

Estructura de Lewis para la molécula:

FORMULA DE LEWIS 09,6

Los pares de electrones no enlazantes (3 pares por cada átomo de flúor) se han suprimido y los enlazantes se han sustituido por un guión.

e)  OsF8

Estructura de Lewis de los átomos:

Osmio (Grupo VIII) → 8 electrones:

FORMULA DE LEWIS 09,7

Flúor (Grupo VIIA) → 7 electrones.

FORMULA DE LEWIS 08,3

Número de electrones de valencia:

ne,v = 1·8 (Os) + 8·7 (F) = 64

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

En este caso no se cumple la regla del octeto ya que como hay ocho átomos de flúor rodeando al osmio, se necesitarán 16 electrones.

Número de electrones totales:

ne = 1·16 (Os) + 8·8 (F) = 80

Número de enlaces:

n = (80 – 64)/2 = 8 (ocho pares de electrones enlazantes)

Número de pares de electrones no enlazantes:

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

n'e = (64 – 2·8)/2 = 24

Estructura de Lewis para la molécula:

FORMULA DE LEWIS 09,8

Los pares de electrones no enlazantes (3 pares por cada átomo de flúor) se han suprimido y los enlazantes se han sustituido por un guión.