Soluciones de quimica

4 Moléculas y fuerzas intermoleculares
Actividades del interior de la unidad
1. ¿Por qué en la tabla 1 no hemos hecho mención a moléculas del tipo AB? Las moléculas diatómicas son siempre lineales, tengan o no pares de electrones no enlazados. Por eso no hace falta incluirlas. Recuérdese que la geometría molecular depende de la posición de los núcleos, y dos núcleos siempre están en línea. 2.Predice la geometría de las siguientes moléculas o iones a partir del modelo RPECV: CHCl3; SiF4; SO3; CO322.

CHCl3:

H C

SiF4:

F Si

SO3:

O S

CO32 :

_

O C

Cl

Cl

Cl

F

F

F

O

O

O

O

Tetraédrica

Tetraédrica

Plana trigonal

Plana trigonal

3. Una forma de predecir la geometría de una molécula es compararla con otra isoelectrónica degeometría conocida. Según esto, y a la vista de las dos actividades anteriores, ¿qué geometría es de esperar que presente el ion SiO322? El ion SiO32 es isolectrónico, en lo referente a electrones de valencia, con el ion carbonato, CO32 ; por tanto, la geometría es plana trigonal. 4. Predice la geometría de las siguientes moléculas o iones a partir del modelo RPECV: H2S; PH3; H3O1. H2S: S H
AngularPH3: P H H H H

H3O+: O H H H

Pirámide trigonal

Pirámide trigonal

5. Expón brevemente las analogías y las diferencias entre el método RPECV y la teoría de hibridación. Ambos métodos tienen como finalidad encontrar o justificar la geometría molecular. Sin embargo, el método RPECV es cualitativo, basado en consideraciones electrostáticas simples, mientras que la teoría de la hibridaciónforma parte de los métodos cuánticos y conduce a resultados cuantitativos.
Unidad 4. Moléculas y fuerzas intermoleculares

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En general, se puede decir que el método RPECV permite hacer predicciones aproximadas, y que la teoría de la hibridación se ocupa, más bien, de encontrar justificaciones teóricas a la geometría ya conocida. 6. Explica el tipo de hibridación propuesto para el átomocentral en las moléculas de H2O; NH3; PF3; HgCl2. H2O: La fórmula de Lewis es H — O — H. Como el átomo central tiene cuatro pares de •• electrones (dos enlazados y dos no enlazados), la hibridación propuesta es sp3: O (Z 8): 1s2 2s2p4
2s 2p hibridación sp3
••

NH3: La fórmula de Lewis es H

N H

H . También se propone hibridación sp3:

N (Z

7): 1s2 2s2p 3
2s 2p

hibridación sp3PF3: La situación es análoga al NH3; por tanto, hibridación sp3. HgCl2: La fórmula de Lewis es : Cl — Hg — Cl : , que no cumple la regla del octeto, por•• •• que el mercurio es un metal de transición. Se propone hibridación sp: Hg (Z 80): [Xe] 4f 14 5d 10 6s2
6s 6p hibridación sp 6p
•• ••

7. ¿Cómo se puede justificar, a partir de la teoría de hibridación, la distinta estructura del C diamantey la del C grafito? En el diamante, cada carbono emplea hibridación sp3 y se une a otros cuatro carbonos con geometría de tipo tetraédrico. En el caso del grafito, cada carbono emplea hibridación sp2 y se une a tres carbonos, dando lugar a capas planas de átomos de carbono. Estas láminas están débilmente unidas entre sí y se deslizan fácilmente. 8. Justifica, a partir de la teoría de hibridación,la geometría triangular plana del trióxido de azufre. La fórmula de Lewis para el SO3 que cumple la regla del octeto es: O S O O O O S O O O S O , es decir, O O S O

El átomo central de azufre no tiene pares de electrones solitarios. Se propone hibridación sp2 para el azufre: S (Z 16): 1s2 2s2p6 3s2p4
3s 3p hibridación sp2 3p

Unidad 4. Moléculas y fuerzas intermoleculares

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Loshíbridos sp2 forman enlaces σ con los átomos de oxígeno. El par de electrones del orbital 3p sin hibridar forma un enlace π deslocalizado a los cuatro átomos con orbitales p vacíos de los oxígenos:

Orbital 3p Híbrido sp2

Híbridos sp2

— 9. Dado el compuesto: CH2 — CH— CH2— C — CH, indica el tipo de hibridación que — — utiliza cada átomo de carbono.

El carbono-1 y el carbono-2 (los átomos...