1B
Dadas las \text{moléculas} y :
a) Razone \text{cuál} es la \text{geometría} de ambas \text{moléculas} según la \text{TRPECV}.b) Indique la \text{hibridación} del \text{átomo} central en ambas \text{moléculas}.c) Justifique la polaridad de la \text{molécula} d) Explique la solubilidad en agua de la \text{molécula} de .a) Para la molécula de extbf{}:
El átomo central es el carbono (C). El carbono tiene 4 electrones de valencia y forma 4 enlaces simples (tres con H y uno con Cl). No tiene pares de electrones no enlazantes. Esto corresponde a una notación . La geometría de dominios de electrones es tetraédrica y, como no hay pares solitarios, la geometría molecular es también tetraédrica. Los ángulos de enlace son aproximadamente 109,5.
Para la molécula de extbf{}:
El átomo central es el fósforo (P). El fósforo tiene 5 electrones de valencia y forma 3 enlaces simples con átomos de flúor (F). Por lo tanto, le queda electrones de valencia no enlazantes, lo que constituye 1 par de electrones solitarios. Esto corresponde a una notación . La geometría de dominios de electrones es tetraédrica. Debido a la presencia del par de electrones solitarios en el átomo central, que ejerce una mayor repulsión que los pares de enlace, la geometría molecular es piramidal trigonal. Los ángulos de enlace F-P-F son menores de 109,5.b) Para la molécula de extbf{}:
El átomo central de carbono tiene 4 dominios de electrones (4 enlaces simples), lo que implica una hibridación .
Para la molécula de extbf{}:
El átomo central de fósforo tiene 4 dominios de electrones (3 enlaces simples y 1 par solitario), lo que implica una hibridación .c) La polaridad de la molécula de extbf{} se justifica por dos factores:
1.
Los enlaces P-F son polares debido a la diferencia de electronegatividad entre el fósforo (P) y el flúor (F), siendo el flúor más electronegativo que el fósforo. Esto genera momentos dipolares de enlace dirigidos hacia los átomos de flúor.
2.
La geometría molecular de es piramidal trigonal, como se explicó en el apartado a). Esta geometría es asimétrica y los momentos dipolares de los enlaces P-F no se cancelan entre sí. Además, el par de electrones solitarios en el fósforo contribuye al momento dipolar neto de la molécula. Como resultado, la suma vectorial de los momentos dipolares de enlace y del par solitario es distinta de cero, haciendo que la molécula de sea polar.d) La solubilidad en agua de la molécula de extbf{}:
1.
La molécula de es polar. Aunque los enlaces C-H son prácticamente no polares, el enlace C-Cl es polar debido a la mayor electronegatividad del cloro (Cl) respecto al carbono (C). La geometría tetraédrica con sustituyentes diferentes (tres H y un Cl) hace que la molécula en su conjunto tenga un momento dipolar neto y, por tanto, sea polar.
2.
El agua () es una molécula altamente polar, capaz de formar enlaces de hidrógeno.
3.
Según el principio "lo similar disuelve a lo similar", las sustancias polares tienden a disolverse en disolventes polares. Como es una molécula polar, cabe esperar cierta solubilidad en agua, ya que se pueden establecer interacciones dipolo-dipolo entre las moléculas de y .
4.
Sin embargo, la presencia del grupo metilo (), que es apolar y relativamente voluminoso, limita la alta solubilidad en agua. El no puede formar enlaces de hidrógeno directos con el agua a través del hidrógeno de los grupos metilo. Aunque es polar, su solubilidad en agua es limitada o moderada en comparación con moléculas que pueden formar puentes de hidrógeno.