T2: Enlace químico
VSEPR y polaridad
Teoría
B.1
Para las moléculas: y .
a) Indique y represente la geometría molecular aplicando el método de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (RPECV).b) Indique la hibridación del átomo central.c) Justifique su polaridad.d) Justifique la fuerza intermolecular más importante que presenta cada una de ellas.a) Para el , el átomo central de nitrógeno (: ) posee 5 electrones de valencia. Al formar tres enlaces covalentes con los átomos de hidrógeno, queda un par de electrones solitario en el átomo central. Según el método RPECV, se clasifica como una molécula de tipo . Los cuatro pares de electrones (3 de enlace y 1 solitario) se dirigen hacia los vértices de un tetraedro para minimizar la repulsión electrónica. Al considerar solo los núcleos atómicos, la geometría molecular resultante es piramidal trigonal, con ángulos ligeramente inferiores a debido a que el par solitario ejerce una mayor repulsión.a) Para el , el átomo central de azufre (: ) cuenta con 6 electrones de valencia. Forma dos enlaces covalentes con los átomos de hidrógeno y mantiene dos pares de electrones no enlazantes. Según el método RPECV, es una molécula de tipo . Los cuatro pares de electrones se distribuyen en una disposición electrónica tetraédrica. Debido a la presencia de dos pares solitarios que repelen con mayor intensidad a los pares de enlace, la geometría molecular es angular.b) En el , el nitrógeno presenta cuatro dominios de densidad electrónica (3 pares de enlace y 1 par solitario). Para dar cabida a estos dominios en una disposición tetraédrica, el átomo central combina un orbital y tres orbitales , por lo que su hibridación es .b) En el , el azufre también presenta cuatro dominios de densidad electrónica (2 pares de enlace y 2 pares solitarios). Al igual que en el caso anterior, para minimizar las repulsiones en una estructura tetraédrica, el átomo central requiere una hibridación .c) El es una molécula polar. Los enlaces son polares debido a la mayor electronegatividad del nitrógeno respecto al hidrógeno. Dada su geometría piramidal trigonal (), la suma vectorial de los momentos dipolares de los enlaces y del par solitario no es nula (), lo que resulta en un momento dipolar neto.c) El es una molécula polar. Aunque la diferencia de electronegatividad entre el azufre y el hidrógeno es pequeña, los enlaces son polares. Debido a su geometría angular (), los vectores momento dipolar de los enlaces no se cancelan por simetría, resultando en un momento dipolar molecular resultante distinto de cero.d) En el , la fuerza intermolecular más importante es el enlace de hidrógeno. Esta interacción ocurre debido a que el átomo de hidrógeno está unido a un átomo de nitrógeno, el cual es muy electronegativo, pequeño y posee pares de electrones solitarios, permitiendo una atracción dipolo-dipolo especialmente fuerte.d) En el , la fuerza intermolecular más importante es la interacción dipolo-dipolo. A pesar de ser una molécula polar, no puede formar enlaces de hidrógeno porque el azufre no es lo suficientemente electronegativo ni tiene un radio atómico tan pequeño como el nitrógeno, el oxígeno o el flúor.