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OPCIÓN A
CUESTIÓN 2.- Para las siguientes moléculas: H2O, NH3, CH4 y HCl indica, razonando la
respuesta:
a) Estructura electrónica de Lewis.
b) Geometría.
c) Polaridad.
Solución:
a) La estructura de Lewis de una molécula consiste en representarla con los pares de electrones
de enlaces y de no enlaces, si los hay, alrededor del átomo central y los periféricos. Para ello, conviene
conocer laconfiguración electrónica de la capa de valencia de los átomos constituyentes de cada
molécula. Estas son: H = 1s1; O = 2s2 2p4; N = 2s2 2p3; C = 2s2 2p2 y Cl = 1s2 2p5, de donde se deduce
que la covalencia (número de electrones desapareado para formar enlaces covalentes) de los átomos de
cada molécula son: 1 para el H; 2 para el O; 3 para el N; 4 para el C (promociona uno de los electrones 2s
alorbital 2p vacío y queda con 4 electrones desapareados) y 1 para el Cl.
Al átomo de O le quedan además 2 pares de electrones no compartidos, siendo la estructura de
Lewis para la molécula de agua:
El átomo de N aún contiene en la molécula de amoniaco un par de electrones no
compartidos, siendo la estructura de Lewis de la molécula:
El átomo de C en la molécula de metano no contiene pares de electronesno
compartidos, sólo pares de electrones de enlace, 4, por lo que la estructura de Lewis de la
molécula es:
En la molécula HCl en la que ambos átomos presentan covalencia 1 y el de cloro
posee además 3 pares de electrones no compartidos, su estructura de Lewis es:
b) La teoría RPECV dice que los pares de electrones enlazantes y libres que rodean al átomo
central, se alejan entre sí lo suficiente afin de conseguir la mínima repulsión entre ellos, dirigiéndose a
determinadas direcciones en el espacio que proporciona a la molécula una determinada geometría.
En la molécula de agua, los orbitales con los pares de electrones enlazantes
y no enlazantes se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, situándose los dos
átomos de hidrógeno en dos de sus vértices y los dos pares de electrones libresen
los otros dos, presentando la molécula geometría angular. Debido a la interacción de
los pares de electrones enlazantes y no enlazantes, el ángulo de enlace es inferior a 109 º, concretamente
104,5 º.
En la molécula NH3 los orbitales con los pares de electrones enlazantes y no
enlazantes se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, situándose los 3 átomos de
hidrógeno en los vértices de labase del tetraedro, y el par de electrones libres en el
vértice superior, presentando la molécula una geometría piramidal trigonal.
La molécula de metano, CH4, con cuatro pares de electrones enlazantes
adquiere, por la razón expuesta en los apartados anteriores, una geometría
tetraédrica, pues los átomos de hidrógeno se ubican en los vértices del tetraedro al
que se dirigen los pares de electronesenlazantes.
La molécula HCl, con un solo enlace covalente presenta geometría lineal.
c) Una molécula es apolar cuando la resultante de los momentos dipolares de sus enlaces (suma
vectorial) es cero, mientras que si dicho momento es distinto de cero la molécula es polar. La geometría
de la molécula tiene una gran incidencia en la polaridad o no de la molécula.
En las moléculas H2O, NH3 y HCl, losenlaces, debido a la gran diferencia de electronegatividad
entre los átomos de H y centrales, se encuentran muy polarizados, y en las dos moléculas primeras su
geometría hace que la suma vectorial de los momentos dipolares de los enlaces sea superior a cero, por lo
que ambas son polares. En la tercera, por estar constituida por un solo enlace, su momento dipolar
resultante coincide con el de suenlace, por lo que también es polar. Finalmente, la molécula de metano,
CH4, con enlaces casi sin polarizar y debido a la geometría molecular, su momento dipolar resultante es
cero y, por ello, es una molécula apolar.

La estructura de Lewis también puede obtenerse a partir de la determinación de ciertos números,
de los cuales se hallan los pares de electrones de enlaces y libres de cada molécula....