T2: Enlace químico
Geometría molecular y polaridad
Teoría
B3
Dadas las siguientes moléculas y :
a) Explique por qué el presenta carácter polar y, sin embargo, el es apolar.b) Justifique la solubilidad en agua de ambas sustancias.c) Indique la hibridación del átomo central en cada una de las moléculas.a) En el , el nitrógeno tiene una configuración electrónica fundamental siguiendo el principio de Aufbau. Posee 5 electrones de valencia, de los cuales emplea 3 para formar enlaces covalentes simples con el cloro, quedando un par de electrones no enlazantes sobre el átomo central. Según la RPECV, es una molécula de tipo con geometría piramidal trigonal. Debido a la asimetría de la molécula y a la presencia del par solitario, los momentos dipolares de los enlaces no se anulan vectorialmente (), lo que le confiere un carácter polar.
En el , el boro presenta la configuración según el principio de Aufbau, disponiendo de 3 electrones de valencia. Al formar tres enlaces con los átomos de cloro, no posee pares de electrones solitarios en el átomo central. Siguiendo la RPECV, es una molécula de tipo con geometría trigonal plana. Al ser una geometría simétrica con ángulos de enlace de , los momentos dipolares de los enlaces se anulan por suma vectorial (), resultando en una molécula apolar.
b) La solubilidad en agua se basa en la afinidad de polaridades entre el soluto y el disolvente. El es una sustancia marcadamente polar. El es una molécula polar, lo que le permite establecer interacciones intermoleculares de tipo dipolo-dipolo con las moléculas de agua, facilitando su solubilidad. Por el contrario, el es una molécula apolar, por lo que sus interacciones con el agua son muy débiles (fuerzas de dispersión frente a los puentes de hidrógeno del agua), lo que justifica que sea prácticamente insoluble en este medio.c) La hibridación se determina por el número de dominios electrónicos (enlaces y pares solitarios) alrededor del átomo central. En el , el átomo de nitrógeno tiene 4 dominios electrónicos (3 enlaces simples y 1 par solitario), lo que requiere una hibridación para organizar estas cuatro nubes electrónicas en una disposición tetraédrica. En el , el átomo de boro posee 3 dominios electrónicos (3 enlaces simples y 0 pares solitarios), lo que corresponde a una hibridación para orientar los enlaces en un plano con ángulos de .