GEOMETR A DE LA MOL CULA ORG NICA

GEOMETRÍA DE LA MOLÉCULA ORGÁNICA
INTRODUCCIÓN
En temas anteriores se estudió el enlace químico en términos de la teoría de Lewis. En este capítulo se estudiará la forma, o geometría, de las moléculas orgánicas. La geometría tiene una influencia importante en las propiedades físicas y químicas de las moléculas como por ejemplo, punto de fusión, punto de ebullición y reactividad. Se verá cómo sepuede predecir la forma de las moléculas con bastante exactitud utilizando un método sencillo que se basa en las estructuras de Lewis.
La teoría de Lewis sobre el enlace químico, a pesar de ser útil y fácil, no indica cómo y por qué se forman los enlaces. Una interpretación adecuada del enlace proviene de la mecánica cuántica. Por esta razón, se aplicarán estos principios para d estudio de lageometría y la estabilidad de las moléculas.
GEOMETRÍA MOLECULAR
La geometría molecular se refiere a la disposición tridimensional de los átomos de una molécula; disposición que afecta las propiedades físicas y químicas, como por ejemplo, el punto de fusión, punto de ebullición, la densidad y el tipo de reacciones en las que pueden participar.
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO DE CARBONO
El carbono,primer elemento del grupo IV del sistema periódico y el más pequeño que posee cuatro electrones de valencia. Se encuentra en el segundo periodo, su número atómico es 6; o sea que tiene 6 electrones repartidos en cuatro orbitales; siendo los últimos los que determinan la valencia:
126C 1s2 2s2 2p2
ls22s2 2p1x 2py 2pz0


Esta distribución electrónica es un estado basal, justifica la divalencia del carbono, sin embargo, sabemos a ciencia cierta, que el átomo de carbono, en casi todos sus compuestos es tetravalente. Esta tetravalencia es posible, gracias a la redistribución de los electrones diferenciados o de valencia, que por aumento de energía pueden pasar de unorbital inferior a otro superior, originando orbitales híbridos. En el caso del átomo de carbono, un electrón del orbital 2s sube al orbital Pz:
126C ls2 2s2 2p1x 2p1y 2pZ0




HIBRIDACIÓN
La hibridación, es la mezcla o fusión de, por lo menos, dos orbitales atómicos puros no equivalentes, por ejemplo, orbitales del tipo s y p, dando lugara orbitales híbridos con características diferentes.
TIPOS DE HIBRIDACIÓN
La capacidad enlazante del átomo de carbono en la formación de compuestos, está determinada por tres tipos diferentes de hibridación: sp3, sp2, sp.
HIBRIDACIÓN sp3. Esta hibridación se presenta en átomos de carbono que están enlazados a cuatro átomos. Resulta de la fusión de un orbital 5 y tres orbitales p, cuyos ejes dedirección forman ángulos de 109° entre sí. Las moléculas cuyos carbonos presentan hibridación sp3 (alcanos) adoptan configuración tetraèdrica.









HIBRIDACIÓN sp2. Esta hibridación se presenta en átomos de carbono que están enlazados a 3 átomos. Resultan de la fusión de un orbital S y dos orbitales p, cuyos ejes de dirección forman ángulos de 120° entre sí. Es propio de los compuestos delcarbono donde éstos se unen por doble ligadura (alquenos). Su forma es trigonal plana.









HIBRIDACIÓN sp. Esta hibridación se presenta en átomos de carbono que están enlazados a dos átomos. Resultan de la fusión de un orbital s y un orbital p. cuyos ejes de dirección forman ángulos de 180° entre sí. Es propio de los compuestos de carbono donde éstos se unen por triple ligadura (alquinos). Su formaes digonal plana.





Las características del proceso de hibridación podemos resumir en los siguientes aspectos:
Se produce entre dos orbitales atómicos puros, diferentes
No se aplica en átomos aislados, constituyéndose en un modelo teórico que permite explicar el enlace covalente.
El número de orbitales híbridos generados es igual al número de orbitales atómicos puros, que participan en el...