10 Forma de Las Moleculas

8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas

1/40

Las Formas de lasMoléculas

Universidad de La Frontera

Fac. Ing. Cs. y Adm.Dpto. Cs. Químicas

Pro. !ose"na


2/40

Estructuras de Lewis

1) En las estructuras de Lewis sólo aparecen los electrones devalencia

2) La línea que une dos átomos representa un par de electronescompartido por los dos átomos.

– enlace sencillo- dos electrones compartidos, una línea – enlace doble- cuatro electrones compartidos, dos líneas – enlace triple – seis electrones compartidos, tres líneas

) Los puntos ubicados ense!uida de un átomo representanelectrones no enla"ados.


3/40

Estructuras de Lewis de los elementos

por grupo en la tabla periódica

Gupo I II III IV V VI

H

LiNa

.

.

.

.Be

Mg

Ca .

.

.

.

.

.

.

.

B

Al

.

.

. .

.

.

..

..

.

..

C

Si. .

.

.

.

.

..

..

N

P

. .

.

.

. .O

..

..

..

S

VII VIII

F Cl . .

. .

. . .

.

. .

. . . .

. . .

.

He Ne Ar . .

. .

.

.

. .

. .. .


4/40

Los pasos para convertir una fórmula

molecular en una estructura de Lewis

#órmulamolecular

#órmula

molecular $tomo

colocado

$tomo

colocado

%umar los

e & devalencia

%umar los

e &

devalencia

e & de

valenciarestantes

e & de

valenciarestantes

Estructurade Lewis

Estructura

de Lewis

'olocar elátomo conmenor E(en el centro

!re!arn*meros de!rupo

+ibuarenlacessencillos.%ustraer 2e

&

por cadaenlace

+ar a cadaátomo e

&

2e & para /)


5/40

Problema: Escriba una estructura de Lewis para la mol0cula del cloroormo

'/'l), una mol0cula que a sido usada para anestesiar a las personas.Solución: Paso1: 'oloque los átomos ense!uida uno del otro con el carbonoen el centro, puesto que es el elemento más bao en un !rupo con más de unelectrón. 'oloque los otros alrededor del carbono en las cuatro direcciones.

Paso 2: 'uente los electrones de valencia.

Paso 3: +ibue los enlaces sencillos entre los átomos , 3 sustrai!a 2 electrones por enlace. 24 electrones - electrones 5 1 electrones. Paso 4: +istribu3a los electrones restantes en pares comen"ando por losátomos conti!uos.

Revisión:

Escritura de estructuras de Lewis para

moléculas con un átomo central

C

Cl

Cl Cl

H

617'8e-)9 617/1e-)9 67'l:e-)9 5 24 electrones

1.

C

Cl

Cl Cl

H

C

Cl

Cl Cl

H3. 4.

.

.

..

..

......

.

.

. .

.

.


6/40

Estructuras de Lewis de moléculas simples

H H

H H

H H

. .

. . . .

.

.

.

.

.

.

H H

F F . .

. .

.

.

.

. .

.

. .

.. . .

H Cl

Cloruro e !oio

Na" Cl . .

. .

. .

#

Fl$or molecularCloruro e %irógeno

Hirógeno

molecular

Cloruro emagne!io

Mg"&Cl Cl . .

.

.

.

.

. .

. . . .. .

#

.

.

#

C C

H H

H H

HH

. . . .

.

.. . ... ...

'(ano

F F. . . .

. .. . .

.

. .

. .H F .

.

. .Fluoruro e Hirógeno


7/40

Escritura de estructuras de Lewis para

moléculas con más de un átomo central

Problema: Escriba la estructura de Lewis para el peró7ido de idró!eno

órmula molecular, /2;2 ), un importante blanqueador dom0stico.Solución: Paso 1. 'oloque los átomos con su meor !eometría , con losátomos de idró!eno teniendo sólo un enlace, 0stos están en lose7tremos u orillas, 3 el o7í!eno puede tener asta dos enlaces, entonces

colóquelos en el centro. / ; ; / Paso 2. Encuentre la suma de electrones< 62 7 /1e-)9 = 62 7 ;4e-)9 5 18e-

Paso 3. !re!ue los enlaces simples 3 sustrai!a 2e- por cada enlace<

/ - ; - ; - / 18e-

- 4e-

5 e-

Paso 4. !re!ue los electrones restantes en pares alrededor de losátomos de o7í!eno, con el idró!eno puede tener sólo dos

/ - ; - ; - /....

.. .. >evisión< El o7í!eno tiene un octeto de e-3 el idró!eno tiene sus dos electrones.


8/40

Problema: Escriba la estructuras de Lewis para el ;7í!eno 3 el

acetileno '2/2)


9/40

Estructuras de Lewis de moléculas simples - II

CH) Me(ano

C

H

HH

H

H

C C HH

H

HO

O

C&H)O& *cio ac+(ico

C Cl

Cl

Cl

Cl....

......

.. .. . .

. . . .

.

.

.

.

. .

. .

C

C O . .

CCl) ,e(racloruro e carbono

CO Monó-io e carbono O

O O

H

..

....

...

.

CO& ió-io e carbono

H&O Agua

/-io e %irógeno

. .

Cl Cl.. ...... . .Cl& Cloro


10/40

'nlace! m$l(iple!

.

.

. .

O O . .

.

.

. .

. .

O O .

.

.

. .

.

. .

H C N . .

*cio cian%0rico : HCN

O-0geno molecular : O&

H C C H

Ace(ileno : C&H&

C C

H

H

H

H

'(ileno : C&H)

.

.

N N . .

Ni(rógeno N&

Estructuras de Lewis de moléculas simples- III


11/40

Escritura de estructuras de Lewis - IV

Pa!o 12 Colocar lo! 3(omo! rela(i4o! uno! a o(ro!: ?ara compuestos

de órmula molecular @n , colocamoes el átomo con el menornúmero de grupo en el centro, porque necesita más electrones

para alcan"ar un octeto. En el (# triluoruro de nitró!eno), el ( !rupo A) tiene cino electrones, por lo que necesita tres,

mientras que el # !rupo :) tiene siete por lo que necesita sólounoB por lo tanto, el ( va en el centro con los tres átomos de #alrededor de 0l.

Pa!o &2 e(erminación el n$mero (o(al e elec(rone! e 4alenciai!ponible!: ?ara mol0culas, sumamos los electrones devalencia de todos los átomos el n*mero de electrones devalencia es i!ual al n*mero de !rupo ). En el (#, el ( tienecinco electrones de valencia, 3 cada # tiene siete. ?ara iones

poliatómicos, sumamos un e – por cada car!a ne!ativa, o –


12/40

Pa!o 52 ibu6ar un enlace !encillo e caa 3(omo roeano al3(omo cen(ral7 8 !u!(raer o! elec(rone! e 4alencia porcaa enlace. +ebe aber al menos un enlace sencillo uniendoa los átomos.

Pa!o )2 i!(ribución e lo! elec(rone! re!(an(e! en pare!7 e moo9ue caa 3(omo ob(enga oc%o elec(rone! o o! para H2. ?rimero colocamos los pares solitarios sobre los átomos de losalrededores (más electronegativos) para darles un octeto. %isobran electrones, se colocan alrededor del átomo central.Lue!o se revisa que cada átomo ten!a e -.

Escritura de estructuras de Lewis - V


13/40

Estructuras de Lewis de

moléculas simples - VI

'

/

/ /

/

'l

;

; ;

C =

C'l;'#8

.. . .

H C O H

H

H

H

H

C

lcool etílico Etanol)

'lorato de potasio Detraluoruro de carbono

. .

....

..

..

..

.

.

..

..

..

.

.

.

.

. .

'

#

##

#

...... .. .

.

.

.

. .

.

.

.

.

'/8

etano


14/40

(

/

/ /. .

(

/

/ /

/

=

moniaco

Fon de monio

'

( (

;

/ /

//

.

.

. .

.

.

. .

Grea


moléculas simples - VII


15/40

Resonancia: eslocali!ación del par

de electrones de enlace - I

O;ono : O5 ......

. .

O O

O.

.

.....

..

.

.

.OOO

...

.

I FF

O

O

O..

.

.

....

..

'!(ruc(ura e %0brio e re!onancia


16/40

C

CC

CC

C

C

C

C

C C

C

C

CC

CC

C

H

HHH

H H

H

H

H

H

H

H

H

HHH

H

H'!(ruc(ura e re!onancia Benceno

Resonancia: eslocali!ación del par

de electrones de enlace - II


17/40


Estructuras de resonancia - FFF Ni(ra(o

N

O

O O

N

O

O O

..

..

.

.

.

.

. .

. .

..

.

. .

.

..

..

..

.

..

..

N

O

O O..

..

.

.

.

.

.


18/40

H +etermine la estructura deLewis para el nitró!enomolecular, (2

H (2 es un compuesto

covalente.H /a3 die" electrones devalencia.

H (-( usa 2 e-, deando alrededor de los 2 átomos.

H Dres pares se colocanalrededor de un átomo,deando 1 par.

H Estructura provisional<H ( ( 'alcule la '#H 'ar!a #ormalH ( 5 A valencia -1 enla"ado

H = 2 no enla"ados) 5 =2H ( 5 A valencia -1 enla"adoH = 4 no enla"ados) 5 -2

H ueva los electrones paraacer un triple enlace

H ( (

. . .

.

.

.

. .

. .

. .


moléculas simples - VIII


19/40

Estructuras de Lewis para e"cepciones a la

regla del octeto

Cl

F

F

F ..

..

......

...... . . . .

.

.

. .

.

.

BCl

Cl

Cl

..

..

..

.. .

.

. .

. .

'ada átomo de l*or tiene electrones asociados.El cloro tiene 1I electrones

'ada átomo de cloro tiene electrones asociados. El@oro tiene sólo 4

Cl ClBe.... .... . .

. .

'ada átomo de cloro tiene electrones asociados. El

berilio tiene sólo 8

NO O

... .... .. ..

(;2 es un átomo con

electrones impares.Elnitró eno tiene sólo :


20/40

Estructuras de resonancia - IV

#apas de valencia e"pandidas

.. . . S

F

F

F

FF

F . .....

.. ..

..

..

. . . . . . . .

. .

. . . . . ...

He-=luoruoro e a;u=re

.... . . PF

F

F

FF....

.. .. ..

.. . .

. . . .

. . . .

. .

Pen(a=luoruro e =ó!=oro

O

S

O

O OH H....

.... .. . .

. .

.

.

.

.

O

S

O

O OH H.. .... .. . .

. .

.

.

.

.

*cio !ul=$rico

S > 1&e# p > 1?e#

S > 1&e#

'!(ruc(ura! e re!onancia


21/40


'!(ruc(ura! e re!onancia #V%; ;

;

;

%; ;

;

;

.

.

. . . .

. .

. .

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

. .

. .

. .

-2

.

.

.

.

.

.

. .

. .

-2 Sul=a(o

%

;

;

; ;77

7 5 electrones de a"ure

o 5 electrones de o7í!eno

o o

o o

o o

o

o

o o

7 o

7 7 7

o

o

o

o

o

o o

o o

o J

o J

#&

o

o

M3! o(ro! ) paraun (o(al e @

. .

. .


22/40

o! ,re! Cua(ro Cinco Sei!

N$mero e grupo! e elec(rone!

$na analog%a con globos para la

repulsión mutua de grupos de electrones


23/40

Repulsiones de grupos de electrones &

las cinco formas moleculares básicas

Lineal ,rigonal

plana

,e(ra+rica Bipiramial

(rigonal

Oc(a+rica


24/40

La forma

molecular simple

del arreglo linealdel grupo de

electrones

LIN'AL

Lineal

Cla!e Forma

'6emplo!: C!&7 HCN7 BeF&

Cla4e


25/40

'eometr%a ()* - Lineal

'l 'l@e

..

.

.

..

..

..

.. . .

1II@e'l2

El cloruro de berilio !aseoso es un eemplo de una mol0cula en la queel átomo central - @e no tiene un octeto de electrones, 3 es deiciente

de electrones.;tros elementos de las tierras alcalinas tambi0n tienen la mismaconi!uración de electrones de valencia, 3 la misma !eometría paramol0culas de este tipo. ?or lo tanto, esta !eomería es com*n en loselementos de !rupo FF.

Keometría molecular 5

Arreglo lineal

'; ;

......

1IIEl dió7ido de carbono tiene tambi0n la misma !eometría, 3 es unamol0cula lineal, pero en este caso, los enlaces entre el carbono 3 el

o7í!eno son dobles.

';2


26/40

Las dos formas

moleculares del

arreglo trigonalplanar de los

grupos de

electrones

D>FK;(L ?L(>

'lase #orma

Dri!onal planar

Eemplos< %;, @#, (; & , ';2

&

Eemplos< %;2, ;, ?b'l2, %n@r 2

Fnclinadaorma de )


27/40

'eometr%a ()+ - ,rigonal planar

BF5 B

#

# #..

..

....

..

.

.

.

.

.

.

.

.

N

;

; ;

12II

12II

12II

NO5#

,ri=luoruro e Boro

Anión ni(ra(o

Dodos los elementos de la

amilia del boro FFF) tienenla misma !eometría. Dri!onal

planar.

A&' SO&

... . . . . . ....

. .

. .

.

.

.

.

..

..

..S

O O

Las mol0culas M2E tienen un par deelectrones donde el tercer átomoaparecería en el espacio alrededor del

átomo central, en la !eometría tri!onal planar.

#

N


28/40

Las tres formas

moleculares para el

arreglo tetraédricode grupos de

electrones

DED>N+>F'

'lase #orma

Detra0drica

Eemplos< '/8, %i'l8, %;82 &

, 'l;8 &

Dri!onal piramidal

Eemplos< (/, ?#, 'l; &

, /;=

Fnclinada orma )

Eemplos< /2;, ;#2, %'l2

E t t d L i f l l


29/40

Estructuras de Lewis & formas moleculares


30/40

'eometr%a () - ,etraédrica

CH

H H

H

'/8

etano

C

H

H

H

H

1IO.AI

Dodas las mol0culas o iones con cuatro !rupos de electrones alrededorde un átomo central adoptan el arreglo (e(ra+rico

N

H

H

H

HH""

1IO.AI

1IO.AI

H

H

N

H

. .

1I:.I

Dodos losán!ulos soni!uales

El amoniaco está en una ormatetra0drica, pero sólo tiene un parde electrones en un lado, por esoa3 un án!ulo más pequePo Fon amonio

$ d l t % d R.E#V d t i l f l l


31/40

$so de la teor%a de R.E#V para determinar la forma molecular

1) Escriir la estructura de !e"is de la órmula molecular para ver la

colocación relativa de los átomos 3 el n*mero de !rupos de electrones.

2) #signar un arreglo del grupo de electrones por conteo de todos los!rupos de electrones alrededor del átomo central enla"ados más los no

enla"ados.

) Predecir el ángulo de enlace ideal a partir del arre!lo de los !ruposde electrones 3 la dirección de cual$uier desviación causada por paressolitarios o enlaces dobles.

8) %iu&ar ' nomrar la orma molecular por conteo de los !ruposenla"ados 3 no enla"ados separadamente.


32/40

Los pasos para determinar una

forma molecular

#órmula

molecular

#órmula

molecular

Estructura

de Lewis

Estructura

de Lewis

rre!lo de

!rupos deelectrones

rre!lo de!rupos deelectrones

$n!ulos de

enlace

$n!ulos de

enlace

#órmula

molecularMmEn)

#órmulamolecularMmEn)

er i!ura1I.1

'ontar todoslos !ruposde e

&

alrededor delátomo

central )

(otar los paressolitarios 3enlacesdobles

'ontar eln*mero de!ruposenla"ados 3 noenla"adosseparadamente

. di ió d f l l


33/40

.redicción de formas moleculares

Problema: +etermine la orma molecular 3 los án!ulos de enlace

ideales para


34/40

Solución: b2 ?ara ';'l21) Escribir la estructura de Lewis< '

;

'l 'l . ...

..

..

..

. .

. .

. .

2) si!nar el arre!lo de !rupos de electrones< Dres !rupos de electronesalrededor del átomo de carbono dos enlaces sencillos, 3 uno doble) loque resulta en el arreglo trigonal planar.) ?redecir los án!ulos de enlace< el án!ulo ideal es 12II, pero elenlace doble entre el carbono 3 el o7í!eno debe comprimir el án!ulo deenlace 'l - ' – 'l repeliendo los átomos de cloro, 3 los enlaces entreellos 3 los átomos de carbono.8) +ibuar 3 nombrar la orma molecular<

'

'l 'l

;

.. .. . . . .

.

.

.

.

128.AI

111I

. di ió d f l l i


35/40

.redicción de formas moleculares con cinco

o seis grupos de electrones

Problema: +etermine la orma molecular 3 predi!a los án!ulos deenlace relativos a los án!ulos ideales ) de a2 sFA b2 @r#ASolución:

a) 1)Estructura de Lewis para sFA<

s

FF F

F F .

.

..

..

..

..

..

..

..

..

..

.. . .

. .

.

.

.

. .

. .

.

. . . .

2) rre!lo de !rupos deelectrones con cinco!rupos, 0ste es un arre!loipiramidad trigonal.

) $n!ulos de enlace< puesto que todos los!rupos 3 los átomos de los alrededores sonid0nticos, los ángulos de enlace son losideales< 12II entre los !rupos ecuatoriales 3OII entre los !rupos a7iales 3 ecuatoriales.

s

F

F

F

F

F..

..

....

....

.. . .

.

.

. .

. .

12IIOII

8) rre!lo molecular< @ipiramidal tri!onal


36/40

b2 @r#A

1) Estructura de Lewis para @r#A<

2) rre!lo de !rupos de electrones 4 !rupos de electrones- octa0drica

) $n!ulos de enlace< Los pares solitarios acen todos los án!ulos menores a OII.

8) #orma molecular< un par solitario, 3

cinco pares enla"ados dan la ormairamidal cuadrada<

@r

#

#

# #

## ....

..

....

.... . .

....

. .

. .

. .

.

.

.

.

. .

@r

##

##

..

..

..

..

..

. .

..

..

..

..

. .

. .

. .

. .

. .

..

. l id d d #/ 0 /


37/40

.olaridad de #/* & 0*/

!ua - /2;

OH H

..

..

-

""

-

Gna mol0cula polar

+ió7ido de carbono - ';2

CO O..

.

.

.

.

..

Gna mol0cula no polar

" --

Los enlaces son polares, 3 la mol0culaes no sim0trica

Los enlaces son polares,?ero la mol0cula essim0trica, de manera quela mol0cula en su

conunto es no polar.

. di ió d l l id d d lé l


38/40

.redicción de la polaridad de moléculas

Problema: partir de la electrone!atividad, 3 sus tendencias periódicas, predi!a cuál de las si!uientes mol0culas es polar 3 muestrela dirección de los enlaces bipolares 3 de la mol0cula dipolar.a2 #osino, ?/b2 +isuluro de carbono, '%2 secuencia de átomos %'%)c2 'loruro de aluminio, l'l

Plan: ?rimero dibuamos 3 nombramos la orma molecular. +espu0susamos los valores relativos de E(, decidimos sobre la dirección decada polaridad de enlace. #inalmente decidimos la polaridad de lamol0cula basados en su !eometría.Solución:

a2

?/

/

/ /

.. ? ?

//

/ //

.. ..

#orma molecular Enlaces dipolares +ipolo molecular


39/40

b2 +isuluro de carbono, '%2 .

.

S C S..

.

.

. .

S C S..

.

.

S C S..

.

.

.

.

.

.

. .

. .

Forma molecular 'nlace! ipolare! Mol+cula no#ipolar

c2 'loruro de luminio, l'l

l l l

'l 'l 'l 'l'l

'l

'l

'l 'l..

.... ..

....

..

.. .. ..

..

. .

. .

. .

. .

. .

. .

. .

. . .

. . .

. .

. .

. .

. .

. .

. .

Forma molecular 'nlace! ipolare! Mol+cula no#ipolar


40/40

FI#

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10 Forma de Las Moleculas