8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
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Las Formas de lasMoléculas
Universidad de La Frontera
Fac. Ing. Cs. y Adm.Dpto. Cs. Químicas
Pro. !ose"na
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Estructuras de Lewis
1) En las estructuras de Lewis sólo aparecen los electrones devalencia
2) La línea que une dos átomos representa un par de electronescompartido por los dos átomos.
– enlace sencillo- dos electrones compartidos, una línea – enlace doble- cuatro electrones compartidos, dos líneas – enlace triple – seis electrones compartidos, tres líneas
) Los puntos ubicados ense!uida de un átomo representanelectrones no enla"ados.
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Estructuras de Lewis de los elementos
por grupo en la tabla periódica
Gupo I II III IV V VI
H
LiNa
.
.
.
.Be
Mg
Ca .
.
.
.
.
.
.
.
B
Al
.
.
. .
.
.
..
..
.
..
C
Si. .
.
.
.
.
..
..
N
P
. .
.
.
. .O
..
..
..
S
VII VIII
F Cl . .
. .
. . .
.
. .
. . . .
. . .
.
He Ne Ar . .
. .
.
.
. .
. .. .
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Los pasos para convertir una fórmula
molecular en una estructura de Lewis
#órmulamolecular
#órmula
molecular $tomo
colocado
$tomo
colocado
%umar los
e & devalencia
%umar los
e &
devalencia
e & de
valenciarestantes
e & de
valenciarestantes
Estructurade Lewis
Estructura
de Lewis
'olocar elátomo conmenor E(en el centro
!re!arn*meros de!rupo
+ibuarenlacessencillos.%ustraer 2e
&
por cadaenlace
+ar a cadaátomo e
&
2e & para /)
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Problema: Escriba una estructura de Lewis para la mol0cula del cloroormo
'/'l), una mol0cula que a sido usada para anestesiar a las personas.Solución: Paso1: 'oloque los átomos ense!uida uno del otro con el carbonoen el centro, puesto que es el elemento más bao en un !rupo con más de unelectrón. 'oloque los otros alrededor del carbono en las cuatro direcciones.
Paso 2: 'uente los electrones de valencia.
Paso 3: +ibue los enlaces sencillos entre los átomos , 3 sustrai!a 2 electrones por enlace. 24 electrones - electrones 5 1 electrones. Paso 4: +istribu3a los electrones restantes en pares comen"ando por losátomos conti!uos.
Revisión:
Escritura de estructuras de Lewis para
moléculas con un átomo central
C
Cl
Cl Cl
H
617'8e-)9 617/1e-)9 67'l:e-)9 5 24 electrones
1.
C
Cl
Cl Cl
H
C
Cl
Cl Cl
H3. 4.
.
.
..
..
......
.
.
. .
.
.
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Estructuras de Lewis de moléculas simples
H H
H H
H H
. .
. . . .
.
.
.
.
.
.
H H
F F . .
. .
.
.
.
. .
.
. .
.. . .
H Cl
Cloruro e !oio
Na" Cl . .
. .
. .
#
Fl$or molecularCloruro e %irógeno
Hirógeno
molecular
Cloruro emagne!io
Mg"&Cl Cl . .
.
.
.
.
. .
. . . .. .
#
.
.
#
C C
H H
H H
HH
. . . .
.
.. . ... ...
'(ano
F F. . . .
. .. . .
.
. .
. .H F .
.
. .Fluoruro e Hirógeno
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Escritura de estructuras de Lewis para
moléculas con más de un átomo central
Problema: Escriba la estructura de Lewis para el peró7ido de idró!eno
órmula molecular, /2;2 ), un importante blanqueador dom0stico.Solución: Paso 1. 'oloque los átomos con su meor !eometría , con losátomos de idró!eno teniendo sólo un enlace, 0stos están en lose7tremos u orillas, 3 el o7í!eno puede tener asta dos enlaces, entonces
colóquelos en el centro. / ; ; / Paso 2. Encuentre la suma de electrones< 62 7 /1e-)9 = 62 7 ;4e-)9 5 18e-
Paso 3. !re!ue los enlaces simples 3 sustrai!a 2e- por cada enlace<
/ - ; - ; - / 18e-
- 4e-
5 e-
Paso 4. !re!ue los electrones restantes en pares alrededor de losátomos de o7í!eno, con el idró!eno puede tener sólo dos
/ - ; - ; - /....
.. .. >evisión< El o7í!eno tiene un octeto de e-3 el idró!eno tiene sus dos electrones.
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Problema: Escriba la estructuras de Lewis para el ;7í!eno 3 el
acetileno '2/2)
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Estructuras de Lewis de moléculas simples - II
CH) Me(ano
C
H
HH
H
H
C C HH
H
HO
O
C&H)O& *cio ac+(ico
C Cl
Cl
Cl
Cl....
......
.. .. . .
. . . .
.
.
.
.
. .
. .
C
C O . .
CCl) ,e(racloruro e carbono
CO Monó-io e carbono O
O O
H
..
....
...
.
CO& ió-io e carbono
H&O Agua
/-io e %irógeno
. .
Cl Cl.. ...... . .Cl& Cloro
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'nlace! m$l(iple!
.
.
. .
O O . .
.
.
. .
. .
O O .
.
.
. .
.
. .
H C N . .
*cio cian%0rico : HCN
O-0geno molecular : O&
H C C H
Ace(ileno : C&H&
C C
H
H
H
H
'(ileno : C&H)
.
.
N N . .
Ni(rógeno N&
Estructuras de Lewis de moléculas simples- III
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Escritura de estructuras de Lewis - IV
Pa!o 12 Colocar lo! 3(omo! rela(i4o! uno! a o(ro!: ?ara compuestos
de órmula molecular @n , colocamoes el átomo con el menornúmero de grupo en el centro, porque necesita más electrones
para alcan"ar un octeto. En el (# triluoruro de nitró!eno), el ( !rupo A) tiene cino electrones, por lo que necesita tres,
mientras que el # !rupo :) tiene siete por lo que necesita sólounoB por lo tanto, el ( va en el centro con los tres átomos de #alrededor de 0l.
Pa!o &2 e(erminación el n$mero (o(al e elec(rone! e 4alenciai!ponible!: ?ara mol0culas, sumamos los electrones devalencia de todos los átomos el n*mero de electrones devalencia es i!ual al n*mero de !rupo ). En el (#, el ( tienecinco electrones de valencia, 3 cada # tiene siete. ?ara iones
poliatómicos, sumamos un e – por cada car!a ne!ativa, o –
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Pa!o 52 ibu6ar un enlace !encillo e caa 3(omo roeano al3(omo cen(ral7 8 !u!(raer o! elec(rone! e 4alencia porcaa enlace. +ebe aber al menos un enlace sencillo uniendoa los átomos.
Pa!o )2 i!(ribución e lo! elec(rone! re!(an(e! en pare!7 e moo9ue caa 3(omo ob(enga oc%o elec(rone! o o! para H2. ?rimero colocamos los pares solitarios sobre los átomos de losalrededores (más electronegativos) para darles un octeto. %isobran electrones, se colocan alrededor del átomo central.Lue!o se revisa que cada átomo ten!a e -.
Escritura de estructuras de Lewis - V
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Estructuras de Lewis de
moléculas simples - VI
'
/
/ /
/
'l
;
; ;
C =
C'l;'#8
.. . .
H C O H
H
H
H
H
C
lcool etílico Etanol)
'lorato de potasio Detraluoruro de carbono
. .
....
..
..
..
.
.
..
..
..
.
.
.
.
. .
'
#
##
#
...... .. .
.
.
.
. .
.
.
.
.
'/8
etano
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(
/
/ /. .
(
/
/ /
/
=
moniaco
Fon de monio
'
( (
;
/ /
//
.
.
. .
.
.
. .
Grea
Estructuras de Lewis de
moléculas simples - VII
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Resonancia: eslocali!ación del par
de electrones de enlace - I
O;ono : O5 ......
. .
O O
O.
.
.....
..
.
.
.OOO
...
.
I FF
O
O
O..
.
.
....
..
'!(ruc(ura e %0brio e re!onancia
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C
CC
CC
C
C
C
C
C C
C
C
CC
CC
C
H
HHH
H H
H
H
H
H
H
H
H
HHH
H
H'!(ruc(ura e re!onancia Benceno
Resonancia: eslocali!ación del par
de electrones de enlace - II
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Estructuras de Lewis de moléculas simples
Estructuras de resonancia - FFF Ni(ra(o
N
O
O O
N
O
O O
..
..
.
.
.
.
. .
. .
..
.
. .
.
..
..
..
.
..
..
N
O
O O..
..
.
.
.
.
.
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H +etermine la estructura deLewis para el nitró!enomolecular, (2
H (2 es un compuesto
covalente.H /a3 die" electrones devalencia.
H (-( usa 2 e-, deando alrededor de los 2 átomos.
H Dres pares se colocanalrededor de un átomo,deando 1 par.
H Estructura provisional<H ( ( 'alcule la '#H 'ar!a #ormalH ( 5 A valencia -1 enla"ado
H = 2 no enla"ados) 5 =2H ( 5 A valencia -1 enla"adoH = 4 no enla"ados) 5 -2
H ueva los electrones paraacer un triple enlace
H ( (
. . .
.
.
.
. .
. .
. .
Estructuras de Lewis de
moléculas simples - VIII
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Estructuras de Lewis para e"cepciones a la
regla del octeto
Cl
F
F
F ..
..
......
...... . . . .
.
.
. .
.
.
BCl
Cl
Cl
..
..
..
.. .
.
. .
. .
'ada átomo de l*or tiene electrones asociados.El cloro tiene 1I electrones
'ada átomo de cloro tiene electrones asociados. El@oro tiene sólo 4
Cl ClBe.... .... . .
. .
'ada átomo de cloro tiene electrones asociados. El
berilio tiene sólo 8
NO O
... .... .. ..
(;2 es un átomo con
electrones impares.Elnitró eno tiene sólo :
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Estructuras de resonancia - IV
#apas de valencia e"pandidas
.. . . S
F
F
F
FF
F . .....
.. ..
..
..
. . . . . . . .
. .
. . . . . ...
He-=luoruoro e a;u=re
.... . . PF
F
F
FF....
.. .. ..
.. . .
. . . .
. . . .
. .
Pen(a=luoruro e =ó!=oro
O
S
O
O OH H....
.... .. . .
. .
.
.
.
.
O
S
O
O OH H.. .... .. . .
. .
.
.
.
.
*cio !ul=$rico
S > 1&e# p > 1?e#
S > 1&e#
'!(ruc(ura! e re!onancia
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Estructuras de Lewis de moléculas simples
'!(ruc(ura! e re!onancia #V%; ;
;
;
%; ;
;
;
.
.
. . . .
. .
. .
.
.
.
.
.
.
.
.
. .
. .
. .
. .
-2
.
.
.
.
.
.
. .
. .
-2 Sul=a(o
%
;
;
; ;77
7 5 electrones de a"ure
o 5 electrones de o7í!eno
o o
o o
o o
o
o
o o
7 o
7 7 7
o
o
o
o
o
o o
o o
o J
o J
#&
o
o
M3! o(ro! ) paraun (o(al e @
. .
. .
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o! ,re! Cua(ro Cinco Sei!
N$mero e grupo! e elec(rone!
$na analog%a con globos para la
repulsión mutua de grupos de electrones
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Repulsiones de grupos de electrones &
las cinco formas moleculares básicas
Lineal ,rigonal
plana
,e(ra+rica Bipiramial
(rigonal
Oc(a+rica
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La forma
molecular simple
del arreglo linealdel grupo de
electrones
LIN'AL
Lineal
Cla!e Forma
'6emplo!: C!&7 HCN7 BeF&
Cla4e
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'eometr%a ()* - Lineal
'l 'l@e
..
.
.
..
..
..
.. . .
1II@e'l2
El cloruro de berilio !aseoso es un eemplo de una mol0cula en la queel átomo central - @e no tiene un octeto de electrones, 3 es deiciente
de electrones.;tros elementos de las tierras alcalinas tambi0n tienen la mismaconi!uración de electrones de valencia, 3 la misma !eometría paramol0culas de este tipo. ?or lo tanto, esta !eomería es com*n en loselementos de !rupo FF.
Keometría molecular 5
Arreglo lineal
'; ;
......
1IIEl dió7ido de carbono tiene tambi0n la misma !eometría, 3 es unamol0cula lineal, pero en este caso, los enlaces entre el carbono 3 el
o7í!eno son dobles.
';2
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Las dos formas
moleculares del
arreglo trigonalplanar de los
grupos de
electrones
D>FK;(L ?L(>
'lase #orma
Dri!onal planar
Eemplos< %;, @#, (; & , ';2
&
Eemplos< %;2, ;, ?b'l2, %n@r 2
Fnclinadaorma de )
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'eometr%a ()+ - ,rigonal planar
BF5 B
#
# #..
..
....
..
.
.
.
.
.
.
.
.
N
;
; ;
12II
12II
12II
NO5#
,ri=luoruro e Boro
Anión ni(ra(o
Dodos los elementos de la
amilia del boro FFF) tienenla misma !eometría. Dri!onal
planar.
A&' SO&
... . . . . . ....
. .
. .
.
.
.
.
..
..
..S
O O
Las mol0culas M2E tienen un par deelectrones donde el tercer átomoaparecería en el espacio alrededor del
átomo central, en la !eometría tri!onal planar.
#
N
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Las tres formas
moleculares para el
arreglo tetraédricode grupos de
electrones
DED>N+>F'
'lase #orma
Detra0drica
Eemplos< '/8, %i'l8, %;82 &
, 'l;8 &
Dri!onal piramidal
Eemplos< (/, ?#, 'l; &
, /;=
Fnclinada orma )
Eemplos< /2;, ;#2, %'l2
E t t d L i f l l
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
29/40
Estructuras de Lewis & formas moleculares
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
30/40
'eometr%a () - ,etraédrica
CH
H H
H
'/8
etano
C
H
H
H
H
1IO.AI
Dodas las mol0culas o iones con cuatro !rupos de electrones alrededorde un átomo central adoptan el arreglo (e(ra+rico
N
H
H
H
HH""
1IO.AI
1IO.AI
H
H
N
H
. .
1I:.I
Dodos losán!ulos soni!uales
El amoniaco está en una ormatetra0drica, pero sólo tiene un parde electrones en un lado, por esoa3 un án!ulo más pequePo Fon amonio
$ d l t % d R.E#V d t i l f l l
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$so de la teor%a de R.E#V para determinar la forma molecular
1) Escriir la estructura de !e"is de la órmula molecular para ver la
colocación relativa de los átomos 3 el n*mero de !rupos de electrones.
2) #signar un arreglo del grupo de electrones por conteo de todos los!rupos de electrones alrededor del átomo central enla"ados más los no
enla"ados.
) Predecir el ángulo de enlace ideal a partir del arre!lo de los !ruposde electrones 3 la dirección de cual$uier desviación causada por paressolitarios o enlaces dobles.
8) %iu&ar ' nomrar la orma molecular por conteo de los !ruposenla"ados 3 no enla"ados separadamente.
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
32/40
Los pasos para determinar una
forma molecular
#órmula
molecular
#órmula
molecular
Estructura
de Lewis
Estructura
de Lewis
rre!lo de
!rupos deelectrones
rre!lo de!rupos deelectrones
$n!ulos de
enlace
$n!ulos de
enlace
#órmula
molecularMmEn)
#órmulamolecularMmEn)
er i!ura1I.1
'ontar todoslos !ruposde e
&
alrededor delátomo
central )
(otar los paressolitarios 3enlacesdobles
'ontar eln*mero de!ruposenla"ados 3 noenla"adosseparadamente
. di ió d f l l
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
33/40
.redicción de formas moleculares
Problema: +etermine la orma molecular 3 los án!ulos de enlace
ideales para
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
34/40
Solución: b2 ?ara ';'l21) Escribir la estructura de Lewis< '
;
'l 'l . ...
..
..
..
. .
. .
. .
2) si!nar el arre!lo de !rupos de electrones< Dres !rupos de electronesalrededor del átomo de carbono dos enlaces sencillos, 3 uno doble) loque resulta en el arreglo trigonal planar.) ?redecir los án!ulos de enlace< el án!ulo ideal es 12II, pero elenlace doble entre el carbono 3 el o7í!eno debe comprimir el án!ulo deenlace 'l - ' – 'l repeliendo los átomos de cloro, 3 los enlaces entreellos 3 los átomos de carbono.8) +ibuar 3 nombrar la orma molecular<
'
'l 'l
;
.. .. . . . .
.
.
.
.
128.AI
111I
. di ió d f l l i
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35/40
.redicción de formas moleculares con cinco
o seis grupos de electrones
Problema: +etermine la orma molecular 3 predi!a los án!ulos deenlace relativos a los án!ulos ideales ) de a2 sFA b2 @r#ASolución:
a) 1)Estructura de Lewis para sFA<
s
FF F
F F .
.
..
..
..
..
..
..
..
..
..
.. . .
. .
.
.
.
. .
. .
.
. . . .
2) rre!lo de !rupos deelectrones con cinco!rupos, 0ste es un arre!loipiramidad trigonal.
) $n!ulos de enlace< puesto que todos los!rupos 3 los átomos de los alrededores sonid0nticos, los ángulos de enlace son losideales< 12II entre los !rupos ecuatoriales 3OII entre los !rupos a7iales 3 ecuatoriales.
s
F
F
F
F
F..
..
....
....
.. . .
.
.
. .
. .
12IIOII
8) rre!lo molecular< @ipiramidal tri!onal
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
36/40
b2 @r#A
1) Estructura de Lewis para @r#A<
2) rre!lo de !rupos de electrones 4 !rupos de electrones- octa0drica
) $n!ulos de enlace< Los pares solitarios acen todos los án!ulos menores a OII.
8) #orma molecular< un par solitario, 3
cinco pares enla"ados dan la ormairamidal cuadrada<
@r
#
#
# #
## ....
..
....
.... . .
....
. .
. .
. .
.
.
.
.
. .
@r
##
##
..
..
..
..
..
. .
..
..
..
..
. .
. .
. .
. .
. .
..
. l id d d #/ 0 /
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37/40
.olaridad de #/* & 0*/
!ua - /2;
OH H
..
..
-
""
-
Gna mol0cula polar
+ió7ido de carbono - ';2
CO O..
.
.
.
.
..
Gna mol0cula no polar
" --
Los enlaces son polares, 3 la mol0culaes no sim0trica
Los enlaces son polares,?ero la mol0cula essim0trica, de manera quela mol0cula en su
conunto es no polar.
. di ió d l l id d d lé l
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
38/40
.redicción de la polaridad de moléculas
Problema: partir de la electrone!atividad, 3 sus tendencias periódicas, predi!a cuál de las si!uientes mol0culas es polar 3 muestrela dirección de los enlaces bipolares 3 de la mol0cula dipolar.a2 #osino, ?/b2 +isuluro de carbono, '%2 secuencia de átomos %'%)c2 'loruro de aluminio, l'l
Plan: ?rimero dibuamos 3 nombramos la orma molecular. +espu0susamos los valores relativos de E(, decidimos sobre la dirección decada polaridad de enlace. #inalmente decidimos la polaridad de lamol0cula basados en su !eometría.Solución:
a2
?/
/
/ /
.. ? ?
//
/ //
.. ..
#orma molecular Enlaces dipolares +ipolo molecular
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39/40
b2 +isuluro de carbono, '%2 .
.
S C S..
.
.
. .
S C S..
.
.
S C S..
.
.
.
.
.
.
. .
. .
Forma molecular 'nlace! ipolare! Mol+cula no#ipolar
c2 'loruro de luminio, l'l
l l l
'l 'l 'l 'l'l
'l
'l
'l 'l..
.... ..
....
..
.. .. ..
..
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. . .
. . .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
Forma molecular 'nlace! ipolare! Mol+cula no#ipolar
8/18/2019 10 Forma de Las Moleculas
40/40
FI#