Carga formal y fuerzas electrostaticas

Carga formal y las fuerzas electrostáticas
Carga formal
En química, una carga formal (FC) es una carga parcial de un átomo en una molécula, asignada al asumir que los electrones en un enlace químico se comparten por igual entre los átomos, sin consideraciones de electronegatividad relativa[1] o, en otra definición, la carga que quedaría en un átomo cuando todos los ligándoos son removidoshomolíticamente.[]
La carga formal de cualquier átomo en una molécula puede ser calculada por la siguiente ecuación: carga formal = número de electrones de valencia del átomo aislado - electrones de pares libres del átomo en la molécula - la mitad del número total de electrones que participan en enlaces covalentes con este átomo en la molécula.
Cuando se determina la estructura de Lewis correcta (ola estructura de resonancia) para una molécula, es un criterio muy significativo en la selección de la estructura final el que la carga formal (sin signo) de cada uno de los átomos esté minimizada.
Ejemplos
carbono en metano(CH4): FC = 4 - 0 - 8/2 = 0
nitrógeno en el grupo nitro NO2-: FC = 5 - 1 - 6/2 = 1
oxígeno unido por enlace simple en el NO2-: FC = 6 - 5 - 2/2 = 0
oxígeno unido porenlace doble en el NO2-: FC = 6 - 4 - 4/2 = 0
Un método alternativo para asignar carga a un átomo tomando en cuenta la electronegatividad es por su número de oxidación. Otros conceptos relacionados son valencia, que cuenta el número de electrones que un átomo usa en enlaces, y número de coordinación, el número de átomos unidos al átomo de interés.
El amonio NH4+ es una especie catiónica. Al usar losgrupos verticales de los átomos en la tabla periódica, es posible determinar que cada hidrógeno contribuye con 1 electrón, el nitrógeno contribuye con 5 electrones, y la carga de +1 significa que 1 electrón está ausente. El total final es 8 electrones en total 1 * 4 + 5 − 1. El dibujar la estructura de Lewis da un átomo de nitrógeno hibridado en sp3 (4 enlaces) rodeado de átomos de hidrógeno. Nohay pares libres de electrones. En consecuencia, aplicando la definición de carga formal, el hidrógeno tiene una carga formal de cero: , y el nitrógeno tiene una carga formal de +1: . Después de agregar todas las cargas formales en toda la molécula, el resultado es una carga formal de +1, consistente con la carga de la molécula dada al principio.
Nota: la carga formal total en una molécula deberíaser lo más cercana posible a cero, con la menor cantidad de cargas que sea posible
Ejemplo: CO2 es una molécula neutra con 16 electrones de valencia totales. Hay tres formas diferentes de dibujar la estructura de Lewis
Átomo de carbono unido por enlaces simples a cada átomo de oxígeno (carbono = +2, oxígeno = -1 cada uno, carga formal total = 0)
Átomo de carbono unido por enlace simple a unátomo de oxígeno y al otro mediante un enlace doble (carbono = +1, oxígenodoble = 0, oxígenosimple = -1, carga formal total = 0)
Átomo de carbono unido por enlaces dobles a ambos átomos de oxígeno (carbono = 0, oxígeno = 0 cada uno, carga formal total = 0)
Aunque las tres estructuras dan una carga total de cero, la estructura última es la superior, porque no hay cargas en la molécula.
Gruposfuncionales
Los grupos funcionales son estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composición elemental específica que confiere reactividad a la molécula que los contiene. Estas estructuras reemplazan a los átomos de hidrógeno perdidos por las cadenas hidrocarbonadas saturadas. Los grupos alifáticos, o de cadena abierta, suelen ser representados genéricamente por R (radicalesalquílicos), mientras que los aromáticos, o derivados del benceno, son representados por Ar (radicales arílicos). Los grupos funcionales confieren una reactividad química específica a las moléculas en las que están presentes.
Series homólogas y grupos funcionales más comunes
Una serie homóloga es un conjunto de compuestos que comparten el mismo grupo funcional y, por ello, poseen propiedades...