Química · Unidad 6 — Enlace químico
Geometría molecular (TRePEV)
La forma de una molécula no está en su fórmula: sale de contar las regiones de electrones alrededor del átomo central y dejar que se repelan lo más posible. Los pares libres cuentan para acomodar, pero no se ven en el dibujo final.
La explicación
La idea completa, en una frase
La teoría de repulsión entre pares electrónicos de valencia —TRePEV, o VSEPR en inglés— dice que los grupos de electrones alrededor del átomo central, al estar todos cargados negativamente, se acomodan lo más lejos posible entre sí. Esa separación máxima determina la forma. No hay más teoría que ésa.
Qué es una «región»
Se cuentan regiones de densidad electrónica, no enlaces ni electrones sueltos:
- Un enlace simple es una región.
- Un enlace doble es una región, no dos. Los cuatro electrones están en la misma dirección, así que empujan como un solo bulto.
- Un enlace triple también es una sola región.
- Un par libre es una región.
Que el doble enlace cuente como uno es lo que hace que el CO₂, con dos dobles, sea lineal: son sólo dos regiones y se van a los polos opuestos.
La tabla que resuelve casi todo el tema
3 regiones, 0 libres → trigonal plana, 120°
3 regiones, 1 libre → angular, ≈ 119°
4 regiones, 0 libres → tetraédrica, 109,5°
4 regiones, 1 libre → piramidal trigonal, ≈ 107°
4 regiones, 2 libres → angular, ≈ 104,5°
Por qué la geometría se nombra con los átomos y no con los pares
La disposición de las regiones del amoníaco es tetraédrica: cuatro bultos en las cuatro puntas de un tetraedro. Pero uno de esos bultos es un par libre, que no se ve. Lo que se observa son tres hidrógenos y el nitrógeno, y eso tiene forma de pirámide de base triangular.
2. Contá las regiones alrededor del átomo central.
3. Contá cuántas de esas regiones son pares libres.
4. Buscá el par (regiones, libres) en la tabla y nombrá la geometría por los átomos, ignorando los pares libres en el nombre.
Por qué el ángulo se achica
Un par libre está atraído por un solo núcleo, así que se despliega más cerca del átomo central y ocupa más lugar angular que un par enlazante, que está estirado entre dos núcleos. Entonces aprieta a los enlaces:
Las tres moléculas tienen cuatro regiones y arrancan del mismo tetraedro. El ángulo baja escalón por escalón, y cada escalón es un par libre más. Es la comprobación más limpia de que la teoría funciona.
El CH4, el NH3 y el H2O tienen los tres 8 electrones de valencia y 4 pares. Deduci la geometría de cada uno y explicá por qué el ángulo de enlace no es el mismo en los tres.
Metano, CH₄. Cuatro pares, los cuatro enlazantes hacia los cuatro hidrógenos. El carbono no tiene pares libres:
Cuatro bultos idénticos se reparten el espacio de manera perfectamente simétrica, y 109,5° es el ángulo que maximiza la separación entre cuatro direcciones desde un punto.
Amoníaco, NH₃. Cuatro pares también, pero tres son enlazantes y uno es libre:
Las cuatro regiones siguen apuntando a las puntas de un tetraedro. Lo que cambia es que una de esas puntas no tiene átomo, así que lo que se ve es una pirámide de base triangular con el nitrógeno en el vértice.
Agua, H₂O. Cuatro pares, dos enlazantes y dos libres:
Quedan sólo dos átomos unidos al oxígeno: lo que se ve es una V.
Fijate el orden del razonamiento: de la estructura de Lewis salió el número de pares, del número de pares salió la geometría, y de la geometría va a salir la polaridad. Cambiar ese orden es lo que hace que el tema se vuelva memorización.
Dónde se cae la mayoría
- Contar el enlace doble como dos regiones. Es una sola: por eso el CO2 es lineal y no angular.
- Nombrar la geometría por la disposición de los pares en vez de por la de los átomos. El amoníaco tiene pares en tetraedro, pero su forma es piramidal.
- Suponer que dos moléculas con la misma fórmula general tienen la misma forma. CO2 y SO2 son las dos AB2 y una es lineal y la otra angular, porque el azufre tiene un par libre y el carbono no.
- Olvidar el par libre del átomo central al contar regiones. Es invisible en el dibujo de la molécula pero empuja igual que un enlace.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Geometría molecular (TRePEV) →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — Del átomo a la temperatura de ebullición24 puntos · resuelto paso a paso
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