QUÍMICA GENERAL / NOTAS DE ESTUDIO TRABAJO EN CURSO
Enlace químico y
geometría molecular
Una ruta práctica desde una estructura de Lewis a una forma tridimensional y luego a una respuesta sobre la polaridad molecular. Estas son las ideas que normalmente se enseñan juntas en una unidad de introducción a la química en la universidad.
Esta guía de estudio aún se está ampliando. Las notas principales a continuación ya están disponibles; Seguirán más ejemplos y ejercicios trabajados.
Comience con la estructura de Lewis
Cuente los electrones de valencia, conecte los átomos, complete los octetos terminales y coloque los electrones restantes en el átomo central. Si al centro todavía le falta un octeto, considere enlaces múltiples. Una estructura de Lewis te dice qué átomos están unidos; por sí solo no muestra todos los vínculos en su dirección espacial final.
El oxígeno forma dos enlaces O-H y tiene dos pares libres. Cuatro regiones de electrones rodean al O, aunque sólo dos átomos están unidos a él. Girar el modelo H₂O ↗
Elaborar cargos formales cuando sea necesario. Por ejemplo, un aporte útil de ácido nítrico es H – O – N⁺ (=O) –O⁻; las dos posiciones de oxígeno no protonadas se intercambian mediante resonancia. Ver HNO₃ ↗
Predice la forma y luego verifícala en 3D
VSEPR cuenta regiones de electrones alrededor de un átomo central. Un enlace simple, doble o triple cuenta como una región; cada par solitario cuenta como una región. Dos regiones sugieren una disposición lineal, tres planas trigonales y cuatro tetraédricas. Los pares solitarios ocupan regiones pero se omiten al nombrar las molecular forma.
Dos regiones de enlace en C, no hay pares solitarios en C. Las direcciones O=C=O se oponen entre sí.
Ver CO₂ ↗Dos enlaces y dos pares libres en O. Los enlaces H–O–H no apuntan en direcciones opuestas.
Ver H₂O ↗Los ángulos reales pueden desviarse de los valores VSEPR ideales, especialmente cuando los pares solitarios, los enlaces múltiples o la deformación del anillo son importantes. Nuestro visor 3D muestra la geometría del modelo; no reemplaza un ángulo medido experimentalmente. Utilice el Guía de formas VSEPR para la tabla AXE completa.
Preguntar si los vectores se cancelan.
Un enlace polar tiene una distribución desigual de electrones. La polaridad molecular también depende de la dirección de cada dipolo de enlace en el espacio. Los dipolos iguales se cancelan cuando la simetría los apunta en direcciones opuestas; de lo contrario, la molécula puede retener un dipolo neto. No decida por un enlace simple o por la fórmula molecular únicamente.
Los tres enlaces B-F son polares, pero sus direcciones trigonales-planas se cancelan.
Inspeccionar BF₃ ↗Tres enlaces N – H forman una pirámide trigonal; Las aportaciones de bonos no se cancelan.
Inspeccionar NH₃ ↗"No polar" en la introducción a la química orgánica puede ser una clasificación práctica para los hidrocarburos con sólo dipolos pequeños. No siempre significa un dipolo medido exactamente cero. Prueba el comprobador de polaridad ↗
Esté atento a los isómeros y las moléculas flexibles.
Dos sustancias pueden compartir una fórmula y al mismo tiempo diferir en conectividad o geometría. En cis-1,2-dicloroeteno, los sustituyentes de cloro se encuentran en el mismo lado de un enlace rígido C=C; en el isómero trans se encuentran en lados opuestos. Esto cambia si los dipolos C-Cl se refuerzan o cancelan.
Los sustituyentes de cloro del mismo lado refuerzan sus componentes dipolares.
Ver isómero cis ↗Los sustituyentes opuestos dan cancelación en la disposición trans plana.
Ver isómero trans ↗Los enlaces simples pueden girar, por lo que un conformador 3D es una pose de una molécula flexible. 1,2-dicloroetano Es un caso útil: las direcciones C-Cl cambian a medida que gira el enlace C-C. La resonancia es diferente: los contribuyentes cambian la atracción de electrones, no la conectividad atómica.
Comprueba tu predicción
- Extraer H₂O y CO₂. Cuente las regiones de electrones en cada centro antes de nombrar las formas.
- Explique por qué los tres enlaces polares B-F en BF₃ no dejan un dipolo neto.
- Compare cis- y trans-1,2-dicloroeteno sin cambiar sus fórmulas.
- Abra el modelo 3D y active los ángulos para ver la geometría detrás de su respuesta.