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INSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMAL SUPERIOR DEL BAJO CAUCA CAUCASIA-ANTIOQUIA GRADO 10º . GEOMETRIA DE LAS MOLÉCULAS. Propósito: Proponer un diseño geométrico para una molécula teniendo en cuenta el modelo de la Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia y predecir la polaridad de la misma. Para alcanzar el propósito de la temática citada, es necesario que tengas en cuenta los principios que establece el modelo de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia. Lee con atención el texto: Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia (VSEPR)1 El modelo de VSEPR (Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia) es una simple extensión de la teoría de Lewis y sirve para predecir la forma geométrica que adopta una molécula poliatómica. Este modelo fue desarrollado por Sidgwick y Powell en la década de los años 40 y fue extendido posteriormente por Gillespie y Nyholm. Este modelo está basado en la diferencia en estabilidad que confiere a una determinada geometría la disposición respectiva de los pares de electrones, bien de enlace o bien no 1 VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) compartidos, que presente una molécula. Para determinar la geometría de una molécula se aplican las siguientes reglas: a) Los pares de electrones (compartidos y no compartidos) tienden a situarse en aquellas posiciones que minimicen las repulsiones entre ellos. Las geometrías ideales son: Total átomos + pares no enlazantes alrededor del átomo central Total Átomos Pares no enlazantes Geometría 2 2 0 Lineal 3 3 2 0 1 Trigonal plana Angular 4 4 3 2 0 1 2 Tetraédrica Pirámide trigonal Angular 5 5 4 3 2 0 1 2 3 Bipirámide trigonal Balancín Forma "T" Lineal 6 6 5 4 0 1 2 Octaédrica Pirámide bicuadrada Cuadrada plana Geometrías moleculares: (a) lineal; (b) angular; (c) plana trigonal; (d) pirámide trigonal (e) tetraédrica; (f) plano cuadrada; (g) pirámide cuadrada; (h) bipirámide trigonal y (i) octaédrica. b) Las repulsiones decrecen en importancia en el orden: PNE-PNE > PNE-PE > PE-PE Siendo PNE = Par no Enlace y PE = par de enlace. c) Los dobles enlaces ocupan más espacio que los enlaces simples. d) Los pares de enlace de elementos electronegativos ocupan menos espacio que los de elementos electropositivos. Para aplicar las reglas de VSEPR hay que determinar el número de electrones de la capa de valencia del átomo central. Para ello se siguen los siguientes pasos: • Determina el número de pares de electrones. Para ello se contabilizan los electrones de las capas de valencia de los átomos de la molécula. • Dibuja la posible estructura de Lewis atendiendo al cumplimiento de la regla del octeto y a la repulsión mínima entre los pares electrónicos, según el orden comentado anteriormente. Ejemplos. Geometría molecular de las moléculas de H2O y NH3 1. H2O Nº electrones = 6 e (O) + 2 x 1 e (2 H) = 8 e = 4 pares de e Estructura de Lewis: H – O --H El átomo central presenta dos pares de enlace y dos no compartidos. Para cuatro pares, la estructura molecular debe ser tetraédrica, y la geometría de la molécula (es decir, la geometría de los átomos y enlaces) es angular: En una molécula polar hay una acumulación de densidad electrónica hacia un extremo de la molécula, lo que confiere a ese extremo una carga parcial negativa, δ-, y deja el otro extremo con una carga parcial positiva de igual valor, δ+. Cuando esto ocurre la molécula es covalente Polar. 2. NH3 Nº electrones = 5 e (N) + 3 x 1 e (3 H) = 8 e = 4 pares de e Estructura de Lewis: Para los cuatro pares de electrones (3 PE y 1 PNC) sólo existe la distribución tetraédrica, lo que conduce a una geometría molecular de pirámide trigonal: H H N: H Situación problema: ¿Cuál será la geometría molecular y la polaridad de las moléculas CO2 y SO2? • Modela las moléculas usando bolitas de icopor y palillos. Haz una explicación de por qué la polaridad en ellas. • Socializa cada uno de los modelos geométricos construidos. Una vez tenga claridad dado sobre a las formas geométricas de estas moléculas aplica el método aprendido para otras moléculas como: 1. CH4 ( metano) 2. PH3 (fosfina) 3. SO3 ( trióxido de azufre) • De acuerdo a la geometría molecular ¿Qué molécula es más polar la de metano o la fosfina? • ¿Qué forma geométrica tendrá la molécula de SO3? • ¿Qué significa que una molécula sea polar? • Reflexión sobre lo aprendido, toma de apuntes. Actividad para la casa: Explica ¿Por qué el agua disuelve a los compuestos iónicos mientras que el CCI4 no lo hace? Ten en cuenta para la explicación la geometría de las moléculas y su polaridad. Preparó: Evaristo Rivas Díaz. Profesor ENSBC.