28
Recuerda que a partir de la geometría tetraédrica (GEE) se pueden derivar tres geometrías moleculares (GM) en función del número de pares de electrones libres en el átomo central. GM: Tetraédrica GM: Piramidal GM: Angular < 109.4 (0 par libre) (1 par libre) (2 pares libres) GEE Tetraédrica En esta ocasión presentaremos la descripción para moléculas cuya geometría asociada con las entidades electrónicas (GEE) es tetraédrica. 109.4° (0 par libre) (1 par libre) (2 pares libres) Las moléculas que serán analizadas en esta presentación serán: Metano, CH 4 Tetraóxido de xenón, XeO 4 Amoniaco, NH 3 Agua, H 2 O Ion sulfato, SO 4 2– 1 109.4° <109.4° <109.4°

Clase 8, 6 de agosto, GEE tetraedrodepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Clase8_Moleculas... · (o ;h dsruwd rfkr hohfwurqhv \ ho 2 dsruwdvhlvhohfwurqhv sru ortxh ho q~phur WRWDO GH HOHFWURQHV

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Recuerda que a partir de la geometría tetraédrica (GEE) se pueden derivar tresgeometrías moleculares (GM) en función del número de pares de electrones libresen el átomo central.

GM: Tetraédrica GM: Piramidal GM: Angular < 109.4(0 par libre) (1 par libre) (2 pares libres)

GEE Tetraédrica

En esta ocasión presentaremos la descripción para moléculas cuyageometría asociada con las entidades electrónicas (GEE) estetraédrica.

109.4°

(0 par libre) (1 par libre) (2 pares libres)

Las moléculas que serán analizadas en esta presentación serán:

• Metano, CH4

• Tetraóxido de xenón, XeO4

• Amoniaco, NH3

• Agua, H2O• Ion sulfato, SO4

2–1

109.4°

<109.4° <109.4°

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Metano, CH4.

Obtengamos primero la configuración electrónica de cada átomo.

C 1s22s22p2 H 1s1

El C aporta cuatro electrones y el H aporta un electrón por lo que el número totalde electrones será ocho. Si el átomo de C es el átomo central, entonces, laestructura de Lewis será:

H C Hx x x xx x H

GEE Tetraédrica

Si calculamos la carga formal en cada átomo para esta estructura, tenemos:

CFC = 4 – 0 – (8/2) = 0 CFH= 1 – 0 – (2/2) = 0

Al ser las cargas formales cero y la molécula neutra podemos decir que laestructura de Lewis propuesta es correcta.

Dado que C tiene cuatro entidades electrónicas en su entorno, entonces, su GEEserá tetraédrica y como las cuatro entidades electrónicas están asociadas conenlaces, entonces, la GM será tetraédrica.

H C Hx x x x

Hx x

2

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Ahora pensemos en el modelo de cajas de cada átomo para explicar la estructurade Lewis.

C H

Como en la estructura de Lewis los H están unidos al átomo de C, entonces, elátomo de C deberá tener sus cuatro electrones desapareados por lo tanto realizaráuna transferencia electrónica Y2,0, 0,–1/2 → Y2,1,–1,1/2.

2s 2px 2pz 2py 1s

2s 2p 2p 2pC

GEE Tetraédrica

En el caso del átomo de H, este no presenta ningún conflicto electrónico.

Ahora podemos aparear a los electrones.

3

2s 2px 2pz 2pyC

2s 2px 2pz 2py

C

1s

1s

1s

1s

H

H

H

H

La “unión” de orbitales es arbitraria

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Una vez explicada la estructura de Lewis, requerimos explicar la GEE tetraédrica ypara ello recurrimos al concepto de hibridación.

En el caso del átomo de C este tiene cuatro entidades electrónicas por lo quecombinará cuatro orbitales atómicos (2s, 2px, 2pz, 2py) para generar cuatroorbitales híbridos sp3. El átomo de H al únicamente tener un orbital (1s) no essusceptible de ser hibridado.

Ahora podemos describir los enlaces.

GEE Tetraédrica

sp3 sp3 sp3 sp3C

Ahora podemos describir los enlaces.

La nomenclatura empleada en la descripción de la molécula corresponde con:línea continua (enlaces en el plano), cuña (enlace saliendo del plano) y líneapunteada (enlace entrando al plano). 4

sp3 sp3 sp3 sp3

C

1s

1s

1s

1s

H

H H

C

H

HHH

s sp3(C)/1s(H)

s sp3(C)/1s(H)

s sp3(C)/1s(H)

s sp3(C)/1s(H)

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Tetraóxido de xenón, XeO4.

Obtengamos primero la configuración electrónica de cada átomo.

Xe 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p6 O 1s22s22p4

El Xe aporta ocho electrones y el O aporta seis electrones por lo que el númerototal de electrones será treinta y dos. Si el átomo de Xe es el átomo central,entonces, la estructura de Lewis será:

GEE Tetraédrica

Ox x

x x x

x x

Si calculamos la carga formal en cada átomo para esta estructura, tenemos:

CFXe = 8 – 0 – (8/2) = 4 CFO= 6 – 6 – (2/2) = –1

El hecho de que nos todos los átomos tengan un valor de carga formal esequivocado por lo que formaremos “enlaces dobles” tomando un par de electronesde cada O para cancelar todas las cargas formales.

5

O Xe Ox x x xx x

x x

x x

x x

x xx x

Ox x

x x

x x

x x

x x x x

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Si calculamos la carga formal en cada átomo para esta nueva estructura, tenemos:

CFXe = 8 – 0 – (16/2) = 0 CFO= 6 – 4 – (2/2) = 0

Al ser las cargas formales cero y la molécula neutra podemos decir que laestructura de Lewis propuesta es correcta.

GEE Tetraédrica

O Xe Ox xx x

x x

x x

x x

Ox x

x x

x x

Ox x x

x x x

x x

x x

x x x xx x

estructura de Lewis propuesta es correcta.

Dado que Xe tiene cuatro entidades electrónicas en su entorno, entonces, su GEEserá tetraédrica y como las cuatro entidades electrónicas están asociadas conenlaces, entonces, la GM será tetraédrica.

Ahora pensemos en el modelo de cajas de cada átomo para explicar la estructurade Lewis.

Xe O

6

5s 5px 5pz 5py 2s 2px 2pz 2py

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Como en la estructura de Lewis los O tienen dos pares de electrones libres yrequieren de dos electrones desapareados para unirse con los electrones de Xe,electrónicamente está listo.

En el caso de Xe requiere tener ocho electrones desapareados por lo que tendráque desaparear sus cuatro pares de electrones así que realizará cuatrotransferencias electrónicas:

Y5,1,–1,–1/2 → Y5,2,2,1/2 Y5,1,0,–1/2 → Y5,2,1,1/2

Y5,1,1,–1/2 → Y5,2,0,1/2 Y5,0,0,–1/2 → Y5,2,–1,1/2

Xe

GEE Tetraédrica

Ahora podemos aparear a los electrones.

5s 5px 5pz 5pyXe

La “unión” de orbitales es arbitraria

5dx2–y

2 5dxz 5dz2 5dyz

5s 5px 5pz 5pyXe 5dx

2–y

2 5dxz 5dz2 5dyz

2s 2px 2pz 2py

2s 2px 2pz 2py

2s 2px 2pz 2py

2s 2px 2pz 2py

O

O O

O

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Una vez explicada la estructura de Lewis, requerimos explicar la GEE tetraédrica ypara ello recurrimos al concepto de hibridación.

En el caso del átomo de O este tiene tres entidades electrónicas por lo quecombinará tres orbitales atómicos (2s, 2px, 2pz) para generar tres orbitaleshíbridos sp2. El orbital 2py se mantendrá “puro”

En el caso del átomo de Xe este tiene cuatro entidades electrónicas por lo quecombinará cuatro orbitales atómicos (5s, 5px, 5pz, 5py) para generar cuatroorbitales híbridos sp3. Los orbitales 5dx

2–y

2, 5dxz, 5dz2, 5dyz se mantendrán “puros”.

GEE Tetraédrica

Ahora podemos describir los enlaces.

8

sp3 sp3 sp3 sp3Xe5dx

2–y

2 5dxz 5dz2 5dyz

sp2 sp2 sp2 2py

O

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GEE Tetraédrica

La “unión” de orbitales es arbitraria sp3 sp3 sp3 sp3Xe 5dx

2–y

2 5dxz 5dz2 5dyz

sp2 sp2 sp2 2py

sp2 sp2 sp2 2py

sp2 sp2 sp2 2py

sp2 sp2 sp2 2py

O

O O

Osp sp sp 2py sp sp sp 2py

9

La “unión” para la contribución p es arbitraria

Xe

O

OO

Os sp3

(Xe)/sp2(O)

s sp3(Xe)/sp2

(O)

p 5dx2–y

2(Xe)/2py(O)

p 5dxz(Xe)/2py(O)

s sp3(Xe)/sp2

(O)

p 5dz2

(Xe)/2py(O)s sp3(Xe)/sp2

(O)

p 5dyz (Xe)/2py(O)

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Amoniaco, NH3.

Obtengamos primero la configuración electrónica de cada átomo.

N 1s22s22p3 H 1s1

El N aporta cinco electrones y el H aporta un electrón por lo que el número totalde electrones será ocho. Si el átomo de N es el átomo central, entonces, laestructura de Lewis será:

H N Hx x x xx

GEE Tetraédrica

x x

Si calculamos la carga formal en cada átomo para esta estructura, tenemos:

CFN = 5 – 2 – (6/2) = 0 CFH= 1 – 0 – (2/2) = 0

Al ser las cargas formales cero y la molécula neutra podemos decir que laestructura de Lewis propuesta es correcta.

Dado que N tiene cuatro entidades electrónicas en su entorno, entonces, su GEEserá tetraédrica y como de las cuatro entidades electrónicas tres están asociadascon enlaces, entonces, la GM será piramidal.

H N H

Hx x

10

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Ahora pensemos en el modelo de cajas de cada átomo para explicar la estructurade Lewis.

N H

Como en la estructura de Lewis los H están unidos al átomo de N, entonces, elátomo de N requiere tener tres electrones desapareados y un par de electronespara el par de electrones libres por lo tanto está listo electrónicamente.

En el caso del átomo de H, este no presenta ningún conflicto electrónico.

2s 2px 2pz 2py 1s

GEE Tetraédrica

Ahora podemos aparear a los electrones.

Una vez explicada la estructura de Lewis, requerimos explicar la GEE tetraédrica ypara ello recurrimos al concepto de hibridación. 11

2s 2px 2pz 2py

N

1s 1s 1sH H H

La “unión” de orbitales es arbitraria

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En el caso del átomo de N este tiene cuatro entidades electrónicas, tres enlacessencillos y un par de electrones, por lo que combinará cuatro orbitales atómicos(2s, 2px, 2pz, 2py) para generar cuatro orbitales híbridos sp3. El átomo de H altener sólo el orbital 1s no es susceptible de hibridar orbitales.

Ahora podemos describir los enlaces.

GEE Tetraédrica

sp3 sp3 sp3 sp3N

s sp3 /1sN

El ángulo de enlace en NH3 es de ~107 grados, el cual resulta menor que el ánguloideal para la geometría tetraédrica por efecto del par de electrones libre que tieneel átomo de N. De tal forma que la geometría molecular será piramidal con ángulode enlace ~107 grados.

12

NHH

H

s sp3(N)/1s(H)

s sp3(N)/1s(H)

s sp3(N)/1s(H)

sp3 sp3 sp3 sp3N

1s 1s 1sH H H

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Agua, H2O.

Obtengamos primero la configuración electrónica de cada átomo.

O 1s22s22p4 H 1s1

El O aporta seis electrones y el H aporta un electrón por lo que el número total deelectrones será ocho. Si el átomo de O es el átomo central, entonces, la estructurade Lewis será:

H O Hx x x x

GEE Tetraédrica

x x

x x

Si calculamos la carga formal en cada átomo para esta estructura, tenemos:

CFO = 6 – 4 – (4/2) = 0 CFH= 1 – 0 – (2/2) = 0

Al ser las cargas formales cero y la molécula neutra podemos decir que laestructura de Lewis propuesta es correcta.

Dado que O tiene cuatro entidades electrónicas en su entorno, entonces, su GEEserá tetraédrica y como de las cuatro entidades electrónicas dos están asociadascon enlaces, entonces, la GM será angular menor a 109.4 grados.

H O H

13

x x

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Ahora pensemos en el modelo de cajas de cada átomo para explicar la estructurade Lewis.

O H

Como en la estructura de Lewis los H están unidos al átomo de O, entonces, elátomo de O requiere tener dos electrones desapareados y dos pares de electronespara los pares de electrones libres por lo tanto está listo electrónicamente.

En el caso del átomo de H, este no presenta ningún conflicto electrónico.

2s 2px 2pz 2py 1s

GEE Tetraédrica

Ahora podemos aparear a los electrones.

Una vez explicada la estructura de Lewis, requerimos explicar la GEE tetraédrica ypara ello recurrimos al concepto de hibridación. 14

2s 2px 2pz 2py

O

1s 1sH H

La “unión” de orbitales es arbitraria

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En el caso del átomo de O este tiene cuatro entidades electrónicas, dos enlacessencillos y dos pares de electrones, por lo que combinará cuatro orbitalesatómicos (2s, 2px, 2pz, 2py) para generar cuatro orbitales híbridos sp3. El átomo deH al tener sólo el orbital 1s no es susceptible de hibridar orbitales.

Ahora podemos describir los enlaces.

GEE Tetraédrica

sp3 sp3 sp3 sp3O

O

El ángulo de enlace en H2O es de ~104 grados, el cual resulta menor que el ánguloideal para la geometría tetraédrica por efecto de la repulsión entre los dos pares deelectrones libre que tiene el átomo de O. De tal forma que la geometría molecularserá angular con ángulo de enlace ~104 grados.

15

OHH

s sp3(O)/1s(H)

s sp3(O)/1s(H)

sp3 sp3 sp3 sp3O

1s 1sH H

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Ion sulfato, SO42–.

Obtengamos primero la configuración electrónica de cada átomo.

S 1s22s22p63s23p4 O 1s22s22p4

El S aporta seis electrones al igual que O pero la molécula tiene dos electronesadicionales, por lo que el número total de electrones será treinta y dos. Si el átomode S es el átomo central, entonces, la estructura de Lewis será:

GEE Tetraédrica

Ox x

x x x

x x

Si calcularemos la carga formal en cada átomo:

CFS = 6 – 0 – (8/2) = 2 CFO = 6 – 6 – (2/2) = –1

El hecho de que los cuatro O tengan carga formal de 1– no es deseable pues lamolécula únicamente tiene carga de 2–; además, que el átomo de S tenga unacarga formal 2+ nos está indicando que debemos formar dos “enlaces dobles” paracancelar esta carga formal

16

O S Ox x x xx x

x x

x x

x x

x xx x

Ox x

x x

x x

x x

x x x x

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O S O

Como tenemos cuatro O alrededor del átomo de S y queremos formar dos “doblesenlaces” entonces existirán seis estructuras resonantes:

GEE Tetraédrica

O S Ox x x xx x

x x

x x

x xx x

Ox x

x x

x x

x x

Ox x x

x x x

x x

x xO S Ox x x xx

x x x

x x

x x

Ox x

x x

x x

Ox x x

x x x

x x

x xx x

x x

O S Ox x x xx x

x x

x x

Ox x

x x

x x

Ox x x

x x x

x x

x xx x

x x

x x O S Ox x x xx x

x x

x x

x xx x

Ox x

x x

x x

Ox x

x x

x x

x xO S Ox x x xx x

x x

x x

Ox x

x x

x x

Ox x

x x

x x

x xO S Ox x x xx x

x x

x x

Ox x

x x

x x

Ox x x

x x x

x xx x

x x

x x

x x

x x

x x

x x x x

x x

x x

[ ]2–Híbrido de resonancia

x x x xx

Ox x

O S O

Si calcularemos la carga formal para los átomos en una de las estructurasanteriores, no en el híbrido de resonancia, tendremos:

CFS = 6 – 0 – (12/2) = 0

CFO(sencillo) = 6 – 6 – (2/2) = –1 CFO(doble) = 6 – 4 – (4/2) = 0

El hecho de que ahora sólo dos O tengan carga formal de 1–, los de enlacesencillo, y los demás átomos carga formal de cero es adecuado por el valor de lacarga de la molécula. Ahora podemos decir que nuestra estructura es correcta.

17

[ ]resonancia

Ox x

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Dado que S tiene cuatro entidades electrónicas en su entorno, entonces, su GEEserá tetraédrica y como de las cuatro entidades electrónicas todas están asociadascon enlaces, entonces, la GM será tetraédrica.

Ahora pensemos en el modelo de cajas de cada átomo para explicar la estructurade Lewis.

S O

Como en la estructura de Lewis los O son diferentes (dos tienen “enlace doble” ydos tienen enlace sencillo) estos serán analizados individualmente. El O del

GEE Tetraédrica

3s 3px 3pz 3py 2s 2px 2pz 2py

dos tienen enlace sencillo) estos serán analizados individualmente. El O del“enlace doble” requiere dos pares de electrones libres y dos electronesdesapareados para formar el “enlace doble” con S, así que electrónicamente estálisto. Los O del enlace sencillo que soporta, cada uno de ellos, la carga de lamolécula recibirá un electrón del infinito, Y∞ → Y2,1,0,–1/2 con lo que tendrá los trespares de electrones libres y un electrón desapareado para formar el enlace sencillocon S.

En el caso de átomo de S este requiere tener seis electrones desapareados paraunirlos con los O, cuatro para los “enlaces dobles” y dos para los enlaces sencillosasí que realizará dos transferencias electrónicas:

Y3,0,0,–1/2 → Y3,2,1,1/2 Y3,1,1,–1/2 → Y3,2,2,1/2.

18

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Ahora podemos aparear a los electrones.

GEE Tetraédrica

3s 3px 3pz 3py 3dx2– y

2S

3dxz 2s 2px 2pz 2pyO(sencillo)

2s 2px 2pz 2pyO

2s 2px 2pz 2pyO

Una vez explicada la estructura de Lewis, requerimos explicar la GEE tetraédrica ypara ello recurrimos al concepto de hibridación.

19

3s 3px 3pz 3py 3dx2– y

2

S3dxz

2s 2px 2pz 2pyO(sencillo) 2s 2px 2pz 2py

O(sencillo)

O O

La “unión” de orbitales es arbitraria

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En el caso del átomo de S este tiene cuatro entidades en su entorno por lo quetendrá que combinar cuatro orbitales atómicos (3s, 3px, 3pz, 3py) para obtenercuatro orbitales híbridos sp3. Los orbitales 3dx

2–y

2, 3dxz se mantendrán “puros”.

En los átomos de O, se tendrán dos combinaciones de orbitales atómicos dado queexisten dos distribuciones de electrones diferentes. En el átomo de O con el“enlace doble” se tienen tres entidades electrónicas, dos pares de electrones libresy un “enlace doble” así que combinará tres orbitales atómicos (2s, 2px, 2pz) paragenerar tres orbitales híbridos sp2. El orbital 2py se mantendrá “puro”.

En el caso del átomo de O con el enlace sencillo existen cuatro entidades

GEE Tetraédrica

En el caso del átomo de O con el enlace sencillo existen cuatro entidadeselectrónicas, un enlace y tres parres de electrones, por lo tanto combinará cuatroorbitales atómicos (2s, 2px, 2pz, 2py) para generar cuatro orbitales híbridos sp3.

Ahora podemos describir los enlaces.

20

sp3 sp3 sp3 sp3 3dx2– y

2S

3dxz sp3 sp3 sp3 sp3O(sencillo)

sp2 sp2 sp2 2pyO(doble)

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GEE Tetraédrica

sp3 sp3 sp3 sp3 3dx2– y

2

S3dxz

sp3 sp3 sp3 sp3O(sencillo) sp3 sp3 sp3 sp3O(sencillo)

sp2 sp2 sp2 2pyO(doble)

sp2 sp2 sp2 2pyO(doble)

La “unión” para la contribución

Recuerda que en el ion sulfato todos los enlaces son iguales en longitud (~1.5 Å)debido a la existencia de estructuras resonantes.

21

la contribución p es arbitraria

S

O

O–O

–Os sp3

(S)/sp2(O)

s sp3(S)/sp3

(O)

p 3dx2–y

2(S)/2py(O)

p 3dxz(S)/2py(O)

s sp3(S)/sp3

(O)

s sp3(S)/sp2

(O)

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Las tres geometrías que hemos estudiado hasta ahora, GEE lineal, triangular ytetraédrica, son empleadas con mucha recurrencia en la química orgánica, endonde con una inspección rápida se define la geometría molecular local y lahibridación de los orbitales en cada átomo que conforman la molécula.

Para desarrollar lo anterior debes tener presente lo siguiente:

• Los átomo de C y sus enlaces con H no se suelen escribir y están descritos porlas terminales de líneas continuas; por ejemplo:

Etano, H3C–CH3 se representa: en donde en cada terminal de la línea

GEE Tetraédrica

Etano, H3C–CH3 se representa: en donde en cada terminal de la líneacontinua existe un átomo de C con tres H.Propano, H3C–CH2–CH3 se representa:

Debes tener presente que el átomo de C cumple la “regla del octeto” así queen las representación de líneas, se colocan tantos átomos de H enlazadoscomo hagan falta para cumplir dicha regla.

• A los átomos de O y N se les completa el “octeto” con pares de electrones libres.

Con estas dos consideraciones ahora podemos establecer la GM y la hibridaciónde los orbitales para cualquier molécula.

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Tomemos por ejemplo la siguiente molécula para determinar lageometría local de cada átomo así como la hibridación de losorbitales en cada uno de ellos.

Para facilitar el análisis, numeraremos los átomos y los veremosuno a uno los once átomos.

Átomo 1. Se trata de C y tiene un enlace sencillo con N(2). Paracumplir el “octeto” C tiene tres enlaces sencillos con tres átomosde H que no están escritos. Por lo tanto C tiene cuatro entidadeselectrónicas (cuatro enlaces) así que: GM Tetraédrica,

GEE Tetraédrica

1 2

3

4 56 7

electrónicas (cuatro enlaces) así que: GM Tetraédrica,Hibridación sp3.

Átomo 2. Se trata de N y tiene tres enlaces sencillos, uno conC(1), con C(4) y con C(8), para cumplir el “octeto” N tiene un par deelectrones libres que no están escritos. Por lo tanto tiene cuatroentidades electrónicas (tres enlaces y un par de electrones libre)así que: GM Piramidal, Hibridación sp3.

23

8 9 10

11

Átomo 3. Se trata de O y tiene un “enlace doble” con C(4), para cumplir el “octeto”tiene dos pares de electrones libres que no están escritos. Por lo tanto tiene tresentidades electrónicas (un “enlace doble” y dos pares de electrones libres) así que:GM Lineal, Hibridación sp2.

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GEE Tetraédrica

1 2

3

4 56 7

8 9 10

11

Átomo 4. Se trata de C y tiene enlace sencillo con N(2) y con C(5)

además de un “enlace doble” con O(3). Para cumplir el “octeto” Cno requiere de enlaces adicionales con H. Por lo tanto C tienetres entidades electrónicas (dos enlaces sencillo y un “enlacedoble”) así que: GM Triangular, Hibridación sp2.

Átomo 5. Se trata de C y tiene enlace sencillo con C(4) y con C(6)

además de un “enlace doble” con N(10). Para cumplir el “octeto” Cno requiere de enlaces adicionales con H. Por lo tanto C tienetres entidades electrónicas (dos enlaces sencillo y un “enlacedoble”) así que: GM Triangular, Hibridación sp2.

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Átomo 6. Se trata de C y tiene un enlace sencillo con C(5) y un “enlace triple” conN(7). Para cumplir el “octeto” C no requiere de enlaces adicionales con H. Por lotanto C tiene dos entidades electrónicas (un enlaces sencillo y un “enlace triple”)así que: GM Lineal, Hibridación sp.

Átomo 7. Se trata de N y tiene un “enlace triple” con C(6). Para cumplir el “octeto” Ntiene un par de electrones libres no escrito. Por lo tanto N tiene dos entidadeselectrónicas (un “enlace triple” y un par de electrones libres) así que: GM Lineal,Hibridación sp.

doble”) así que: GM Triangular, Hibridación sp2.

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GEE Tetraédrica

1 2

3

4 56 7

8 9 10

11

Átomo 8. Se trata de C y tiene enlace sencillo con N(2) y con C(9).Para cumplir el “octeto” C tiene dos enlaces sencillos con dosátomos de H que no están escritos. Por lo tanto C tiene cuatroentidades electrónicas (cuatro enlaces sencillos) así que:GM Tetraédrica, Hibridación sp3.

Átomo 9. Se trata de C y tiene enlace sencillo con C(8), N(10) y conO(11). Para cumplir el “octeto” C tiene un enlace sencillo con unátomo de H que no está escrito. Por lo tanto C tiene cuatroentidades electrónicas (cuatro enlaces sencillos) así que:GM Tetraédrica, Hibridación sp3.

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Átomo 10. Se trata de N y tiene un enlace sencillo con C(9) y un “enlace doble” conC(5). Para cumplir el “octeto” N tiene un par de electrones libre no escrito. Por lotanto N tiene tres entidades electrónicas (un enlaces sencillo, un “enlace doble” yun par de electrones libre) así que: GM Angular <120, Hibridación sp2.

Átomo 11. Se trata de O y tiene un enlace sencillo con C(9) y el H. Para cumplir el“octeto” O tiene dos pares de electrones libres no escritos. Por lo tanto O tienecuatro entidades electrónicas (dos enlaces sencillos y dos pares de electroneslibres) así que: GM Angular <109.4, Hibridación sp3.

GM Tetraédrica, Hibridación sp3.

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GEE Tetraédrica

A continuación encontrarás una tabla en la que se resume la geometría molecularlocal y la hibridación de los orbitales para diferentes fragmentos o centros quepuede constituir las moléculas orgánicas.

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Ejercicio a resolver.

1) Para las siguientes moléculas con GEE tetraédrica desarrolla:

A) Estructura de Lewis y carga formal en cada átomo.

B) Justificación de la estructura de Lewis empleando el modelo de cajas paracada átomo. Enfatiza la presencia de transferencias electrónicas.

C) Explicación de la GEE basada en la hibridación de los orbitales.

D) Geometría molecular con base en el átomo central.D) Geometría molecular con base en el átomo central.

E) Descripción de los enlaces.

• Oxoaniones: ClO– , ClO2–, ClO3

–, ClO4–. ¿Qué sucede con la hibridación de

los orbitales de cloro? ¿Porqué no existen todos los oxoaniones con flúor?• Otras moléculas PO4

3–, NH4+, XeO3, Cl2SO2, XeO2, SO3

2–, Cl3PO.

2) Realiza las descripción completa del “grupo funcional” alcano, C26–, incluyendo

todo lo visto en esta presentación y el orbital molecular… ¿observassemejanzas? ¿discrepancias? ¿qué puedes concluir?

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3) Describe para cada átomo que componen las siguientes moléculas lageometría molecular local (GM) y la hibridación de sus orbitales.

4) Construye ocho moléculas diferentes que tengan fórmula química C2H4N2 ydescribe la geometría molecular local y la hibridación de los orbitales en cadaátomo.

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