GUIA DE PROBLEMAS N 1 FISICA Y QUIMICA BIOLOGICA 2012

GEOMETRIA MOLECULAR - POLARIDAD DE LOS ENLACES - TREPEV

Electronegatividad Polaridad de los enlaces Unin Inica Pauling defini (1932) una nueva propiedad de los tomos: la electronegatividad. Estudiando la naturaleza de una gran cantidad de uniones entre tomos distintos, pudo asignar un valor a la tendencia que deberan mostrar los tomos de cada elemento, a retener los pares de electrones formados en las uniones. El clculo matemtico ms sencillo para conocer el valor de la electronegatividad de un elemento (propuesto por Mulliken) se puede realizar as:

Ei es la energa de la primera ionizacin y Ea afinidad electrnica Teora de Repulsin de Pares de Electrones de Valencia (TRePEV),Para conocer los ngulos de enlace de los tomos que forman una determinada molcula y luego deducir si esta es o no polar, se debe analizar la disposicin espacial de sus tomos, es decir, su geometra molecular.

La Teora de Repulsin de Pares de Electrones de Valencia (TRePEV), est basada en el nmero de pares de electrones de valencia (los electrones del nivel ms externo de un tomo, que se simbolizan en las estructuras de Lewis) dispuestos alrededor del tomo central de una molcula.

Es un modelo en qumica que apunta a representar las formas moleculares de molculas individuales. Para lograr esto, es necesario construir una estructura de Lewis que muestre todas las uniones dentro de la molcula y la ubicacin de los pares sueltos de electrones. Para predecir la geometra molecular, el nmero de coordinacin del tomo central tambin es tomado en cuenta.

Nmero de coordinacin de un tomo en un compuesto qumico es el nmero de tomos unidos directamente a l. Por ejemplo, en el metano el nmero de coordinacin del tomo de carbono es 4.

Los postulados bsicos de TRePEV:1. El factor determinante de la geometra de una molcula es el nmero de pares de electrones de valencia (compartidos y no compartidos) alrededor del tomo central.2. Los pares de electrones (compartidos y no compartidos) se repelen entre s y se distribuyen espacialmente a la mayor distancia angular posible. 3. Los pares de electrones no compartidos "ocupan" mayor lugar en el espacio que los pares de electrones compartidos.4. A los fines de la determinacin de la geometra molecular, los dobles y triples enlaces se consideran simples.

Teniendo en cuenta los postulados de TRePEV podemos predecir en general, no en todos los casos, y de una forma bastante satisfactoria la geometra de diversas molculas.

Para determinar las geometras moleculares y la distribucin de los pares de electrones, se consideran tres tipos de molculas. a) Los pares de electrones alrededor del tomo central estn todos compartidos. Pares enlazantes. b) Hay pares de electrones sin compartir alrededor del tomo central. Pares no enlazantes.c) Molculas con dobles y triples enlaces alrededor del tomo central.Existen tres tipos de repulsin entre los electrones de una molcula:

TIPO DE REPULSION ENTRE PARESFUERZA DE LA REPULSIN

PAR NO ENLAZANTEPAR NO ENLAZANTE

PAR NO ENLAZANTEPAR ENLAZANTE

PAR ENLAZANTEPAR ENLAZANTE

Una molcula con un tomo central que cumpla la regla del octeto tendr cuatro pares de electrones en su capa de valencia.

Si los cuatro pares son enlazante los tomos enlazados formarn un tetraedro perfecto cada uno en un vrtice. El ngulo de enlace tetradrico es 109,5

La TRePEV se compara y contrasta con la teora del enlace de la capa de valencia, la cual determina la forma a travs de los orbitales que son energticamente accesibles para enlazar. La Teora Orbital Molecular se concentra ms en la formacin de enlaces Sigma y Pi.

1- Utilizando Trepev indicar la distribucin de pares electrnicos y deducir la geometra molecular de las siguientes molculas, indicar en cada caso las hibridaciones presentes:

1) Cloruro de Berilio 8) Cianuro de hidrgeno 2) Tricloruro de Boro9) Dixido de azufre3) Tetracolruro de Carbono10) Metanal4) Amonaco 11) Trixido de azufre5) Agua12) Acido sulfrico6) Fosfina13) Sulfuro de hidrgeno7) Cloroformo14) Fosfina

2- Determinar para los siguientes iones, indicar en cada caso las hibridaciones presentes:

1) Amonio 2) Carbonato3) Nitrato4) Sulfato 5) Acetato6) Fosfina

3- El momento dipolar de la Fosfina es 0,55 D y el Trifluoruro de Boro tiene = 0 D, justificar la diferencia de los momentos.

4- Asignar en cada caso el momento dipolar que corresponda justificando:cloroformo = 0,99 Dtrifluorometano = 1,04 Dtribromometano = 1,65 D

5- Indicar justificando por Trepev la geometra y la hibridacin en un anin monovalente que cumple con la regla de octeto que tiene una unin dativa y dos tomos de oxgeno unidos a un tomo X. Qu comportamiento tiene X justificar.

6- El tomo T forma con el oxgeno un anin monovalente de geometra piramidal, adems tiene tendencia a dar iones T - isoelectrnicos al K +.

a) Comparar el ngulo de enlace con el del SO3. b) Explicar las hibridaciones presentes.c) Puede una sustancia binaria de T conducir la corriente elctrica en solucin acuosa.

7- En la escala de Pauling, las electronegatividades del Si y del F son 1,8 y 4,0respectivamente. Teniendo en cuenta estos datos, cmo se explica que el momento dipolar de la molcula de SiF4 es nulo?

8- Usando una tabla de electronegatividades ordenar las uniones covalentes en orden de polaridad creciente:

a) B F b) C O c) N O d) H-Cl e) O H f) I Br g) C F h) P H i) S C.

9- Determinar el Z de un elemento X sabiendo que la molcula de compuesto SnX4 tiene en total 118 protones y que la configuracin electrnica externa de Sn es 5p2.

FISICA QUIMICA B - 2012GEOMETRIA MOLECULARIng. Sergio Eyman