Teory

2.4 Teorías para explicar el enlace covalente

2.4.1 Modelo del par de electrones compartidos de Lewis.

Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia

El modelo de VSEPR (Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia) es una simple extensión de la teoría de Lewis y sirve para predecir la forma geométrica que adopta una molécula poliatómica. Estemodelo fue desarrollado por Sidgwick y Powell en la década de los años 40 y fue extendido posteriormente por Gillespie y Nyholm. Este modelo está basado en la diferencia en estabilidad que confiere a una determinada geometría la disposición respectiva de los pares de electrones, bien de enlace o bien no compartidos, que presente una molécula. Para determinar la geometría de una molécula se aplicanlas siguientes reglas:
a) Los pares de electrones (compartidos y no compartidos) tienden a situarse en aquellas posiciones que minimicen las repulsiones entre ellos. Las geometrías ideales son:
|Nº de pares |Geometría |
|de electrones ||
|2 |Lineal (AB2) |
|3 |Trigonal (AB3 o AB2E) |
|4 |Tetraédrica (AB4 o AB3E) |
|5 |Bipirámide trigonal(AB5 o AB4E) |
|6 |Octaédrica (AB6 o AB5E) |


[pic]
Geometrías moleculares: (a) lineal; (b) angular; (c) plana trigonal; (d) pirámide trigonal (e) tetraédrica; (f) planocuadrada; (g) pirámide cuadrada; (h) bipirámide trigonal y (i) octaédrica.
b) Las repulsiones decrecen en importanciaen el orden:
PNC-PNC > PNC-PE > PE-PE
Siendo PNC = Par no compartido y PE = par de enlace.
c)     Los dobles enlaces ocupan más espacio que los enlaces simples.
d)     Los pares de enlace de elementos electronegativos ocupan menos espacio que los de elementos electropositivos.
Para aplicar las reglas de VSEPR hay que determinar el número de electrones de la capa de valencia del átomo central.Para ello se siguen los siguientes pasos:
• Determina el número de pares de electrones. Para ello se contabilizan los electrones de las capas de valencia de los átomos de la molécula.
• Dibuja las posibles estructuras moleculares atendiendo al cumplimiento de la regla del octeto ya a la repulsión mínima entre los pares electrónicos, según el orden comentado anteriormente.
Ejemplos.Geometría molecular de las moléculas de CO2, H2O, NH3, SF4, BrF3, ICl2¯.

CO2

Nº electrones = 4 e (C) + 6 x 2 e (2 O) = 16 e = 8 pares de e
Estructura de Lewis:
[pic]
Para minimizar las interacciones, los pares de enlace (doble) se disponen de forma lineal. Luego la estructura molecular es lineal.

H2O

Nº electrones = 6 e (O) + 2 x 1 e (2 H) = 8 e = 4 pares de e
Estructura de Lewis:[pic]
El átomo central presenta dos pares de enlace y dos no compartidos. Para cuatro pares, la estructura molecular debe ser tetraédrica, y la geometría de la molécula (es decir, la geometría de los átomos y enlaces) es angular:
[pic]

SF4

Nº electrones = 6 e (S) + 7 x 4 e (4 F) = 34 e = 17 pares de e

Estructura de Lewis:
[pic]
Alrededor del átomo central hay 5 pares de e (compuestoshipervalente), de los que cuatro son de enlace y uno de no enlace (o no compartido). Para cinco pares la geometría debe ser derivada de bipirámide trigonal. En este caso existen dos posibles ubicaciones de los pares de electrones:
[pic]
Cuando aparezca más de una geometría posible, se evalúan las interacciones entre los pares de enlace. La geometría de la izquierda presenta 2 interacciones de...