Hibridacion molecular

Tema 7

Tema 7: El Enlace Químico (III): moléculas poliatómicas
7.1 Geometría molecular: teoría RPECV (AJ3.1-3
PHH12, W8, C10) ,

7.1 Geometría molecular: teoría RPECV
Teoría RPECV: Teoría de la Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia (VSEPR en literatura anglo-sajona) • Permite deducir a partir de la estructura de Lewis de una molécula la geometría espacial que adopta• Se aplica principalmente a moléculas con un átomo central y varios periféricos La geometría molecular tiene importancia dado que muchas de las propiedades de una sustancia dependen de dicha estructura

7.2 Orbitales híbridos (AJ3.5-7) 7.3 Orbitales moleculares deslocalizados: compuestos aromáticos (AJ3.7-8, W9, C10.8) 7.4 Orbitales deslocalizados en sólidos. Teoría de bandas. conductores,aislantes y semiconductores (AJ3.14, S12.6, C20.3)

Geometrías principales en moleculas o iónes poliatómicos

Geometrías principales en moleculas poliatómicas (II)

columpio

plano cuadrado

lineal

angular

trigonal plana

piramidal “T”

tetraédrica

cuadrangular piramidal de bipiramide trigonal

pentagonal bipiramidal

octaédrica

Una gran variedad de geometrías distintas¿es posible predecir la geometría que adopta una molécula?

Ejemplos de estructuras espaciales: CH4

La hipótesis principal del modelo RPECV Las regiones de alta concentración de electrones (enlaces y pares libres) se repelen entre sí

H2O SF6 Los enlaces y los pares se sitúan de forma que estén lo más alejados posible entre sí

1

Tema 7

Cuando hay varias opciones para colocar lospares: Prelación de Fuerzas de repulsión: par libre-par libre > par libre-par de enlace > par de enlace-par de enlace

Los enlaces múltiples se tratan como los sencillos en RPECV 1 enlace doble 1 enlace simple

CO2

Obtener la estructura RPECV entorno a un átomo

Tipos derivados de la geometría tetraédrica: Tetraédrica
CH4

1. Obtener la estructura de Lewis 2. Contar el número de enlacesalrededor de un átomo. Los enlaces múltiples se tratan como enlaces simples. 3. Contar el número de pares electrónicos libres. 4. La suma de pares libres y número de enlaces simples determina la geometría básica (lineal, trigonal, tetraédrica, …) 5. Disponer los pares electrónicos libres lo más alejados posibles (aplicar la prelación). 6. La geometría se nombra en base a los enlaces únicamente.109,5º

Con un par solitario o no enlazante: piramidal
NH3

Con dos pares solitarios: angular
H 2O

Debido a la mayor extensión espacial de los pares libres, los ángulos entre enlaces disminuyen.

AX5 → bipirámide

trigonal

AX6 → octaédrica

PCl5

2

Tema 7

Geometría de iones poliatómicos H C H C H Eteno (etileno) H

Ejercicio 7.1: ¿qué geometría tendría la molécula deacetileno?

Ión sulfato SO42-

Moléculas AX4E

SF4

Menos favorable

Más favorable

Ejercicio 7.2: Conforme al modelo RPECV, predecir la geometría del ozono, el dióxido de azufre y el ión nitrito

AX4E2

La teoría de Enlaces de Valencia no explica: C 2s 2p
Sólo podría formar 2 enlaces
el ángulo de enlace real es de 180º

CH4 ?

Be* 2s Cl 3s

2p 3p

Cl

≠ 180º

?

ClBe

3

Tema 7

7.2 Orbitales híbridos
Son orbitales atómicos Orbitales próximos en energía pueden combinarse entre sí para formar enlaces Hibridación Ejemplo: el átomo de carbono
Estado fundamental aún a costa de un incremento de energía se incrementa el número de electrones desapareados (Regla de Hund)

HIBRIDACIÓN

C: 2sp3

Geometría de la hibridación sp3
Orbital sp3

Lamolécula de metano

hibridación

CH4

Tetraedro
Hibridación

La molécula de etano

BeH2 2s 2p

Hibridación sp sp
2 orbitales sp

2p vacíos

Combinación del orbital s y 1 orbital p

CH3- CH3

Geometría lineal

++

4

Tema 7

BH3 2s 2p

Hibridación sp2

Geometría trigonal plana

Enlaces múltiples carbono-carbono

CH2= CH2

sp2
Combinación del orbital s y de...