Geometria molecuclar angular
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Este documento describe la geometría molecular angular, que se refiere a la disposición de electrones en moléculas con dos pares de electrones enlazantes y uno o dos pares no enlazantes. Existen moléculas con geometría angular plana (AX2E1) y tridimensional (AX2E2), como el agua. La geometría molecular determina propiedades como la reactividad y polaridad.
Geometria molecuclar angular
- 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA INGENIERÍA MECÁNICA CONSULTA DE QUÍMICA “Geometría Molecular Angular” Grupo N° 3 Ronny Machado 6996 Darwin Cardoso 6998 Daniel Orozco 6999 Luis Ramirez 7073
- 2. 1 ÍNDICE OBJETIVO GENERAL.................................................................................................... 2 OBEJETIVOS ESPECIFICOS......................................................................................... 2 MARCO TEÓRICO ......................................................................................................... 3 Geometría Molecular .................................................................................................... 3 ¿Cómo se puede saber la geometría de una molécula?............................................. 3 GEOMETRÍA MOLECULAR ANGULAR ................................................................ 5 Modelos gráficos: ..................................................................................................... 6 Geometría del agua ................................................................................................... 6 CONCLUSIONES............................................................................................................ 8 LINKOGRAFIA ............................................................................................................... 9
- 3. 2 OBJETIVO GENERAL Conocer la Geometría Molecular Angular, sus aplicaciones en la actualidad, características y como reconocer si se emplea a los diferentes compuestos. OBEJETIVOS ESPECIFICOS Construir una maqueta para mejorar la comprensión del tema. Realizar ejemplos para comprender el proceso de obtención de su estructura molecular.
- 4. 3 MARCO TEÓRICO Geometría Molecular La geometría molecular o estructura molecular se refiere a la disposición tridimensional de los átomos que constituyen una molécula. Determina muchas de las propiedades de las moléculas, como son la reactividad, polaridad, fase, color, magnetismo, actividad biológica, etc. La geometría tridimensional de las moléculas está determinada por la orientación relativa de sus enlaces covalentes. En 1957 el químico canadiense Ron Gillespie basándose en trabajos previos de Nyholm desarrolló una herramienta muy simple y sólida para predecir la geometría (forma) de las moléculas. La teoría por él desarrollada recibe el nombre Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de Valencia (TRPEV) y se basa en el simple argumento de que los grupos de electrones se repelerán unos con otros y la forma que adopta la molécula será aquella en la que la repulsión entre los grupos de electrones sea mínima. Actualmente es el principal modelo de geometría molecular y es empleada internacionalmente por su gran predictibilidad. Para la TRPEV los grupos de electrones pueden ser: un simple enlace un doble enlace un triple enlace un par de electrones no enlazantes ¿Cómo se puede saber la geometría de una molécula? Es importante recordar que la geometría de la molécula quedará determinada solamente por la distribución espacial de los enlaces presentes y no por la posición de los pares electrónicos no enlazantes, los que si deberán ser tenidos en cuenta en el momento de determinar la disposición espacial de todos los grupos electrónicos, sean enlaces o no.
- 5. 4 Las geometrías moleculares se determinan mejor cuando las muestras están próximas al cero absoluto porque a temperaturas más altas las moléculas presentarán un movimiento rotacional considerable. En el estado sólido la geometría molecular puede ser medida por Difracción de rayos X. Las geometrías se pueden calcular por procedimientos mecánico cuánticos ab initio o por métodos semiempíricos de modelamiento molecular. La posición de cada átomo se determina por la naturaleza de los enlaces químicos con los que se conecta a sus átomos vecinos. La geometría molecular puede describirse por las posiciones de estos átomos en el espacio, mencionando la longitud de enlace de dos átomos unidos, ángulo de enlace de tres átomos conectados y ángulo de torsión de tres enlaces consecutivos. Para predecir la geometría de una molécula necesitamos conocer solamente cuantos grupos de electrones están asociados al átomo central para lo cual debemos escribir la fórmula de Lewis de la molécula. Luego simplemente nos preguntamos cómo los grupos de electrones se distribuirán espacialmente de modo que la repulsión entre ellos sea mínima. Está basada en la repulsión electrónica de la órbita atómica más externa, es decir, los pares de electrones de valencia alrededor de un átomo central se separan a la mayor distancia posible para minimizar las fuerzas de repulsión. Estas repulsiones determinan el arreglo de los orbitales, y estos, a su vez, determinan la geometría molecular, que puede ser lineal, trigonal, tetraédrica, angular y pirámide trigonal. Por ejemplo la molécula de H2S tiene la siguiente fórmula de Lewis: En ella podemos identificar 4 grupos de electrones: dos enlaces simples y dos pares de electrones no enlazantes. Para minimizar las repulsiones entre ellos adoptarán una geometría tetraédrica, colocándose cada grupo en el vértice de un tetraedro que tiene como centro al átomo de
- 6. 5 azufre. Sin embargo a la hora de determinar la geometría de la molécula, la misma sólo queda determinada por la distribución de los enlaces, por lo que la geometría del H2S será angular. GEOMETRÍA MOLECULAR ANGULAR La geometría molecular angular (también llamada en forma de V) describe la disposición de los electrones en el espacio en torno a aquellas moléculas de tipo AX2E1 o AX2E2, según la TRPEV (Teoría de repulsión de pares de electrones de valencia), es decir, aquellas moléculas con dos pares de electrones enlazantes y uno o dos pares no enlazantes. Debido a la existencia de numerosas moléculas con una de estas dos estructuras electrónicas, este tipo de geometría es predominante. Existen incontables ejemplos de moléculas de geometría angular, clasificados según su disposición AXE:
- 7. 6 AX2E1:tienen una estructura angular plana, por lo que todos los pares electrónicos forman ángulos de entre 100º y 120º entre sí. Destacan el ion nitrito, el dióxido de azufre, el metileno y el ozono. 𝑨𝑿 𝟐 𝑬 𝟐: siguen la estructura angular tridimensional del agua, por lo que los pares enlazantes forman entre sí ángulos mayores que 90º. Además del agua, destacan el sulfuro de hidrógeno, el difluoruro de oxígeno y el dicloruro de azufre. Modelos gráficos: Es frecuente el empleo del modelo de representación química de bolas para mostrar las moléculas en 3D. En amarillo se muestran los pares de electrones no enlazantes. Geometría del agua El ejemplo más conocido es el de la molécula de agua (H2O). En ella, los pares de electrones sin compartir ejercen una repulsión que evita la formación de un tetraedro (109,5º), por lo que los enlaces O-H forman entre sí un ángulo de 104,5º. A nivel analítico, se puede predecir que los pares electrónicos formen 90º debido a la configuración electrónica del oxígeno (1s22s2p4), sin embargo resulta evidente la existencia de una repulsión mutua entre los propios átomos de hidrógeno, que "abren" el ángulo de enlace hasta que la fuerza de repulsión de los pares no enlazantes lo permiten. De esta forma, se observa como la geometría molecular angular deriva de la geometría molecular tetraédrica, en tanto que las moléculas angulares tienen tan solo dos pares de electrones enlazantes, mientras que las tetraédricas tienen sus únicos cuatro pares enlazados, formando ángulos de 109,5º.
- 8. 7
- 9. 8 CONCLUSIONES En este trabajo llegamos a la conclusión de que existen diversas estructuras moleculares que son importantes ya que ayudan a determinar muchas de las propiedades de las moléculas, como son la reactividad, polaridad, fase, color, magnetismo, actividad biológica, etc. La Geometría molecular angular describe la disposición de los electrones en el espacio en torno a aquellas moléculas de tipo AX2E1 o AX2E2.