en el post de hoy, discutiremos la teoría VSEPR que nos ayuda a entender la geometría de las moléculas. Primero, ¿qué significa VSEPR? Es la teoría de la repulsión del par de electrones de la cáscara de Valencia. Observe la palabra resaltada ‘repulsión’.

es la palabra clave y todo lo que necesita para comprender este concepto es tener en cuenta la idea de que los átomos quieren permanecer lo más lejos posible entre sí debido a la repulsión entre los electrones en ellos.

usemos este modelo de ejemplos para ilustrar cómo funciona esto., La esfera roja representa el átomo central y los azules están conectados a él:

teniendo en cuenta que los átomos azules se repelen entre sí, proponer una geometría óptima para ellos. Una orientación que los pone lo más lejos posible con el mismo ángulo entre todos.,

En este caso, poniéndolos a través de 180º permite el logro de la geometría óptima:

Cuando hay tres átomos alrededor de la unidad central, el óptimo ángulo de 120o:

¿Qué piensa usted que es cuando hay cuatro átomos conectado con el centro?

Si nunca ha oído hablar de la geometría tetraédrica y pensó que era 90o, está bien, todos lo hicimos cuando se introdujo por primera vez a este tema., Sin embargo, la geometría tetraédrica es una mejor alineación ya que el ángulo entre los grupos es 109.5 o:

cada una de estas geometrías que hemos discutido tiene un nombre:

Puede haber más de cuatro átomos, sin embargo, nunca es caso para el carbono, y es por eso que no vamos a llegar a los ya que este post está siguiendo hacia la química orgánica.

Ahora, vamos a llegar a un poco de terminología. En la demostración del modelo anterior, dijimos que las esferas azules representan átomos., Sin embargo, en moléculas reales, pueden ser átomos o pares solitarios de electrones. Por ejemplo, en la estructura de Lewis del agua, podemos ver que tiene dos átomos y dos pares solitarios de electrones.

esto asume que ya conoce las estructuras de Lewis, por lo que si no comprueba, este artículo.,

En total, hay cuatro unidades en todo el oxígeno en el agua:

La suma del número de átomos y solitario pares se llama Número Estérico (SN):

Usted puede tener una fórmula diferente para el número estérico que consiste en el número de bonos. Sin embargo, si utiliza esta fórmula, no necesita preocuparse por los tipos de bonos. Ya sea un enlace simple, doble o triple, es átomos + pares solitarios para cualquier tipo de enlace.,

observe que las dos últimas moléculas tienen el mismo número estérico (4) pero un número diferente de átomos y pares solitarios. Esta es la razón por la que necesitamos identificar las geometrías de electrones y moleculares.

para la geometría de electrones, tratamos a los átomos y electrones por igual. Las dos últimas moléculas en los ejemplos anteriores (CH4 y NH3)son tetraédricas.,

SN (C) = 4 átomos + 0 pares solitarios = 4

SN (N) = 3 átomos + 1 par solitario = 4

esto corresponde a una geometría tetraédrica de electrones:

sin embargo, sus geometrías moleculares son diferentes. Para el metano (CH4), es tetraédrico y para el amoníaco (NH3), es piramidal trigonal., El par solitario en el nitrógeno es importante y si no estuviera allí, tendríamos una molécula hipotética con una geometría plana/plana:

¿Por qué ignoramos el par solitario para nombrar la geometría molecular? Una forma de verlo es el hecho de que los electrones son infinitamente más pequeños y ligeros que los núcleos y cuando miramos en los microscopios modernos, no los vemos.,

utilice esta tabla para determinar la geometría de electrones y moleculares, para todas las combinaciones de átomos y pares solitarios:

a continuación se muestra un recorrido por los ejemplos que se muestran en la tabla siguiendo estos pasos:

1. Dibuja la estructura de Lewis para la molécula.

2. Cuenta el número de átomos y pares solitarios de electrones en el átomo central (número estérico)

3. Colóquelos de manera que minimice la repulsión(lo más lejos posible).

4., Determinar el nombre del electrón y la geometría molecular.

A) BeCl2

1) Aquí está la estructura de Lewis:

2) S. N. (Be) = 2 átomos + 0 pares solitarios = 2. Esto cae en la primera categoría de la tabla y es un tipo AX2.

3) Ponga los cloruros a 180o

4) Este es un revestimiento para la geometría de electrones y moleculares ya que el Be no tiene pares solitarios.

B) BH3

1) Aquí es la estructura de Lewis:

2) El número estérico de Boro es S. N., (B) = 3 átomos + 0 pares solitarios = 3. Esto cae en la segunda categoría y el tipo AX3.

3)los borones deben estar a 120o para minimizar la repulsión:

4) este arreglo se denomina plano trigonal. Todos los átomos están en el mismo plano.

C) CH2NH

1) Estructura de Lewis:

2) S. N (N) = 2 átomos + 1 par solitario = 3. Esto cae en la segunda categoría y el tipo AX2E.,

3) los átomos y electrones alrededor del nitrógeno están a aproximadamente 120o

4) y esto se llama Geometría doblada ya que la molécula parece doblada si ignoramos los pares solitarios:

una cosa a señalar aquí es el hecho de que los pares solitarios tienen una repulsión más fuerte que los átomos. Por lo tanto, los ángulos esperados no siempre están 100% de acuerdo con lo que realmente son:

llegaremos a esto cuando discutamos de nuevo el H2O y el NH3.

D) CH4

1) estructura de Lewis:

2) N. S., (C) = 4 átomos + 0 pares solitarios = 4. Este es un tipo AX4.

3) Los átomos están en 109.5 o

4) Y es tetraédrica para electrones y la geometría molecular.

E) NH3

1) estructura de Lewis:

2) S. N. (N) = 3 átomos + 1 par solitario = 4 y es un AX3E tipo en la tabla.

3) se espera que los átomos en el par solitario estén en 109.,5o, sin embargo, debido a que la repulsión del par solitario es más fuerte, el ángulo entre los hidrógenos es de aproximadamente 107o:

4) Esto se denomina Geometría piramidal trigonal.

F) H2O

1) Estructura de Lewis:

2) S. N. (O) = 2 átomos + 2 pares solitarios = 4. Esto está bajo el tipo AX2E2 en la tabla.

3) se espera que los átomos en el par solitario estén en 109.5 o, sin embargo, debido a que la repulsión del par solitario es más fuerte, el ángulo entre los hidrógenos es de aproximadamente 104.,5o:

4) Esto se llama Geometría doblada.

observe que los ángulos en el agua y la molécula C (CH2NH) son diferentes incluso ambos están doblados. Y la razón es que, recuerde, el ángulo se define en base a la geometría del electrón. Dependiendo de esto, el ángulo puede variar.

VSEPR y geometría de moléculas orgánicas

para moléculas más pequeñas, tenemos un átomo central basado en el cual determinamos la geometría molecular. Sin embargo, cuando se trabaja con moléculas orgánicas más grandes, puede no ser preciso decir que esta molécula es tetraédrica o trigonal plana, etc.,

Por ejemplo, no hay ningún átomo central en esta molécula:

Y la geometría se determina para cada átomo de interés. Vamos a hacerlo para los átomos numerados:

Oxygen 1 está conectado a un átomo y tiene dos pares solitarios que lo hacen a SN = 3. Su geometría de electrones es trigonal plana, pero tiene una geometría molecular lineal.

El carbono 2 tiene tres átomos y no tiene pares solitarios, que es el número estérico 3., Por lo tanto, sus geometrías de electrones y moleculares son trigonales planas:

El oxígeno 3 está conectado a dos átomos y tiene dos pares solitarios y, al igual que en el agua, S. N. (O) = 2 átomos + 2 pares solitarios = 4. Por lo tanto, tiene una geometría tetraédrica de electrones y una geometría molecular doblada: