GEOMETRÍA MOLECULAR

¿Cómo interpretar y predecir la geometría de las moléculas?

TEORÍA DE REPULSIÓN DEL PAR ELECTRÓNICO DE LA CAPA DE VALENCIA (RPECV)

Diseño Web. Adaptación didáctica  y Programa de actividades: Grupo Lentiscal de Didáctica de la Física y Química

Actividades

1. Usando la teoría de la repulsión de pares de electrones de la capa de valencia, deduce la geometría molecular de las siguientes moléculas: a) BeCl2; b) BCl3; c) CF4; d) PH3; e) H2S; f) HgCl2

2. Explica la geometría de las siguientes moléculas. indica ángulos de enlace, hibridación del átomo central y previsible nombre y formula de las moléculas.

Si no visualizas las moléculas activas en 3D, necesitas descargar el plug-in: Chime.

A

B

C

D E F

Si no visualizas las moléculas activas en 3D, necesitas descargar el plug-in: Chime.

3. Justifica la geometría de las siguientes moléculas:

a) Tricloruro de fósforo b) Tetrafluoruro de azufre c) Hexafluoruro de azufre
 

 

d) Difluoruro de xenon e) Tetrafluoruro de xenon f) Hexafluoruro de xenon
 

 

4. Usando la animación predice la geometría molecular  del  a) PCl5; b) I3- ; c) PCl6

5.  La molécula de metano, CH4, tiene la geometría de un tetraedro, con el átomo de carbono en el centro y los cuatro átomos de hidrógeno en los vértices. Explica razonadamente qué tipo de orbitales utiliza el átomo de carbono en el metano.

6. La molécula de trifluoruro de boro, BF3, es triangular plana y todos sus ángulos de enlace miden 120º. Esta geometría puede explicarse suponiendo que los electrones de valencia del boro se alojan en orbitales híbridos de cierto tipo. ¿Cómo se denominan esos orbitales?

7. La molécula de dicloruro de berilio, BeCl2, es lineal; los dos enlaces covalentes Be–Cl forman un ángulo de 180º y tienen la misma longitud. ¿Cómo se puede explicar la geometría de esta molécula?

8. En la molécula de amoníaco la geometría es piramidal, con tres enlaces N – H iguales y con ángulos de enlaces H-N–H de 107º. a) ¿Qué valor cabría esperar para el ángulo formado por dos enlaces N–H si el átomo de nitrógeno alojara sus electrones en orbitales p? b) De acuerdo con la geometría mostrada, ¿qué tipo de orbitales utiliza el átomo de nitrógeno para formar los enlaces en la molécula de amoníaco?

9. Explica si pueden existir moléculas apolares con enlaces covalentes polares. En caso positivo pon un ejemplo aclaratorio y razona la diferencia entre enlace y molécula polar.

10. Explica la polaridad de los enlaces y la polaridad de las moléculas: a) lineales como el  cloruro de hidrógeno y de dióxido de carbono; b) angulares como el agua; c)  piramidales como el amoníaco; d)  triangulares planas como el tricloruro de boro y e) tetraédricas como el metano.

11. Los estudios de difracción de rayos X han mostrado que las moléculas de amoníaco, tricloruro de boro y trifluoruro de cloro tienen las siguientes formas geométricas:

 

NH3

BCl3

ClF3

Explica las diferencias en la geometría de estas moléculas, a pesar de tener la misma fórmula empírica (AX3).

 

12. Una sustancia, cuyas moléculas son del tipo AX3, es insoluble en agua. De las moléculas que ves en la pantalla, ¿cuál podría corresponder a las de dicha sustancia?

A B

C

 

 

13. La estructura de Lewis que aparece a la derecha es del ácido nítrico.

De las siguientes formas tridimensionales, ¿cuál piensas que podría corresponder al anión nitrato?

A

B

C

14. Justifica por qué existe la molécula NCl3 y no la de NCl5 y sin embargo existen tanto las de PCl3 como la de PCl5.

Predecir la geometría y la polaridad de dichas moléculas.

 

 

Funcionamiento del visor "Chime" para las moléculas activas en 3D:

Puedes girar la molécula arrastrando mientras pulsas el botón izquierdo del ratón, y ampliarla arrastrando mientras mantienes presionado el botón izquierdo del ratón y pulsas al mismo tiempo la tecla  de mayúsculas.

 
Al pulsar con el botón derecho del ratón sobre cada molécula activa se abre un menú desplegable. Verás que la opción “Rotacion” está activada, pica sobre ella y desactívala de manera que la molécula quede estática.
Para calcular las longitudes de enlace entre átomos de carbono contiguos, deberás ir abriendo sucesivos menús. Con el menú desplegado, pulsa "Select" y, a continuación, en  "Mouse-Click-Actión" pica en "Distance". Ahora, pica en la molécula, en los dos átomos enlazados. La distancia, medida en angstroms,  aparece en la barra inferior del explorador, ubicada en la parte inferior de la pantalla.
 La opción "Select mouse" - "Click actión" , seleccionando "Angle" nos permite medir ángulos de enlace.