Did Ctica De La Qu Mica Y Vida Cotidiana Mi Cap Tulo

INTRODUCCIÓN A LA GEOMETRÍA MOLECULAR
UTILIZANDO PLASTILINA Y PALILLOS
David Tudela
Departamento de Química Inorgánica, Universidad Autónoma de Madrid
28049-Madrid, david.tudela@uam.es
La realización de una práctica sobre el uso de plastilina y palillos para
introducir el concepto de Estructura Molecular y el modelo VSEPR, mejora la visión
espacial de los estudiantes y su comprensión de lageometría molecular, así como sus
resultados académicos. Mientras que la construcción de modelos moleculares por
parte de los estudiantes, utilizando plastilina y palillos, ayuda a mejorar sus
habilidades de percepción espacial, la analogía de los palillos pinchados en la
plastilina como modelos de los dominios de electrones alrededor de un átomo central,
permite una mejor comprensión del modelo VSEPR.1. INTRODUCCIÓN
Aunque se espera que los estudiantes de Química adquieran una comprensión
profunda de la geometría molecular en su primer año de estudios universitarios, una
gran parte de ellos presenta serias deficiencias que afectan negativamente a la
comprensión de diversas asignaturas. Uno de los puntos más débiles de los alumnos es
el relacionado con las habilidades de percepción espacial. Esdecir, los alumnos
memorizan estructuras y las dibujan en un plano sin ser capaces de visualizarlas en
tres dimensiones. Existe bastante preocupación en todo el mundo respecto a las
habilidades de percepción espacial, habiéndose publicado diversos artículos en la
revista Journal of Chemical Education (1-5). Es interesante señalar que, en ausencia
de un entrenamiento específico con modelosestructurales, las chicas tienen más
dificultades de visión espacial que los chicos (2, 3), mientras que, después de dicho
entrenamiento, ambos grupos mejoran y disminuyen las diferencias entre ellos (3). Las
dificultades de visualización tridimensional de los estudiantes conducen a errores
conceptuales sobre la geometría y polaridad de las moléculas (5, 6). Por tanto, el
trabajo con modelosestructurales es de la máxima importancia. Pero no basta con ver
los modelos, sino que el mayor aprovechamiento posible se consigue si el estudiante
construye el modelo y lo manipula él mismo (7).
Las estructuras de Lewis, con las correspondientes estructuras resonantes en
su caso, nos indican el número de enlaces (incluyendo su orden de enla ce) y de pares
solitarios alrededor de un átomo central. Ladistribución de dichos enlaces y pares
solitarios en el espacio conduce a la estructura molecular. El modelo más sencillo para
predecir y racionalizar la geometría de las moléculas es el de la “Repulsión de los
Pares Electrónicos de la Capa de Valencia” (VSEPR) (8) que, en su forma más
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simple, establece que los dominios de electrones (enlaces, sea cual sea su orden de
enlace, y pares solitarios) sedistribuyen alrededor del átomo central de forma que se
minimicen las repulsiones entre ellos; es decir, estén lo más alejados posible entre sí.
De esta manera, para los diferentes números de enlaces y pares solitarios, se llega a las
geometrías indicadas en la Tabla 1.
Tabla 1. Estructura de las moléculas en función del número de dominio
de electrones (enlaces y pares solitarios).
D.E.a
2
3
3
44
4
5

ENLACES P.S. b
2
0
3
0
2
1
4
0
3
1
2
5

2
0

ESTRUCTURA
LINEAL
TRIGONAL PLANA
ANGULAR
TETRAÉDRICA
PIRÁMIDE
TRIGONAL
ANGULAR
BIPIRÁMIDE
TRIGONAL
BIESFENOIDE

ÁNGULOS
180º
120º
< 120º
109.5º
< 109.5º

EJEMPLO
BeH2
BF3
SnCl2
CH4
NH3

< 109.5º
H2 O
90º, 120º y PF5
180º
5
4
1
< 90º,
SF4
< 120º y
< 180º
5
3
2
ESTRUCTURA EN
< 90º y
ClF3
“T” DEFORMADA
< 180º
5
2
3
LINEAL
180º
XeF2
6
6
0
OCTAÉDRICA90º y 180º
SF6
6
5
1
PIRÁMIDE DE BASE < 90º y
BrF5
CUADRADA
< 180º
6
4
2
PLANOCUADRADA 90º y 180º
XeF4
a
b
Dominios de electrones. Pares solitarios.
La forma tradicional de enseñar los principios de Estructura Molecular
(modelo VSEPR) parte de la Tabla 1, que los estudiantes memorizan sin una adecuada
comprensión de la misma. Además, muchos estudiantes tienen dificultades de
percepción espacial,...