trpecv - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/5-3-trpecv_28046.pdf · pares de...
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5400
HUGO TORRENS
TRPECV TEORIA DE
REPULSIONES DE LOS
PARES
ELECTRONICOS DE LA
CAPA DE
VALENCIA…
…O SEA, ESTRUCTURA, FORMA, FIGURA,
ETCETERA…
5402
HUGO TORRENS
LA TRPECV CONSIDERA LA DISTRIBUCION ESPACIAL DE
PARES DE ENLACE
PARES LIBRES Y
ELECTRONES DESAPAREADOS
ALREDEDOR DEL ATOMO CENTRAL DE UNA MOLECULA.
CON ESTA DISTRIBUCION ESPACIAL,
ESTRUCTURA DE LEWIS,
Y PARAMETROS MOLECULARES, SE PUEDE AVANZAR HACIA LA
GEOMETRIA MOLECULAR
ESTRUCTURA DE LEWIS
+
PARAMETROS DE ENLACE
5404
HUGO TORRENS
C O
C O
C O
C O
LA MOLECULA DE CO
ESTRUCTURA DE LEWIS
PARES LIBRES
EXPERIMENTALMENTE, LO UNICO QUE PODEMOS MEDIR
ES LA DISTANCIA ENTRE NUCLEOS ATOMICOS.
Y ESTA MOLECULA ES NECESARIAMENTE LINEAL.
5406
HUGO TORRENS
OXIGENO
HIDROGENOS
O
H H
O
H H
OTRA MOLECULA MUY SIMPLE ES EL AGUA.
ESTRUCTURA DE LEWIS
PARES LIBRE
DOS PARES LIBRES Y DOS PARES DE ENLACE
CUATRO POSICIONES OCUPADAS
TETRAEDRO
LOS DATOS EXPERIMENTALES
MUESTRAN QUE LA MOLECULA
DE AGUA ES ANGULAR.
5408
HUGO TORRENS
O
H H
O
H H
O
H H
PASO 1
ESTRUCTURA DE LEWIS
PASO 2
PARES LIBRE, DE ENLACE…
PASO 3
CUENTA DE POSICIONES OCUPADAS
CUATRO POSICIONES
OCUPADAS
Números de coordinación
PROCEDIMIENTO DE LA TRPECV
5409
HUGO TORRENS
PASO 4
DETERMINAR LA GEOMETRIA
DOS LINEAL
TRES TRIGONAL
CUATRO TETRAEDRO
CINCO BIPI TRIANGULAR
PIR CUADRADA
SEIS OCTAEDRO
POSICIONES GEOMETRIA
DOS ATOMOS
Coordinación 1
TRES ATOMOS
Coordinación 2
CUATRO ATOMOS
Coordinación 3
HCl
O=C=O H-O-H
BH3 BrF3 PCl3
CINCO ATOMOS
Coordinación 4
SEIS ATOMOS
Coordinación 5
CCl4 SH4 (ICl4)
-
AsH5
BrF5
SIETE ATOMOS
Coordinación 6
SF6
OCHO ATOMOS
Coordinación 7
[IrH5(PPh3)2]
NUEVE ATOMOS
Coordinación 8
[(U(NCS)8)] 4-
DIEZ ATOMOS
Coordinación 9
[(Pu(H2O)9)]3+ [(ReH9)]
2-
5442
HUGO TORRENS
LINEAL 180o
ANGULAR 90o
TRIANGULAR
120o 90º
COORDINACION 4
120o Y 90o
COORDINACION 5
5410
HUGO TORRENS
O
H H
PASO 5
DIFERENCIAR POSICIONES POR
A) REPULSIONES
PL-PL > PL-PE > PE-PE > PE-EL
PASO 6
PAR INERTE
ESTEOQUIMICAMENTE INACTIVO HASTA 2.5
B) ESPACIO
TRIPLE E. > DOBLE E. > E. SENCILLO
PARES LIBRES EN LA POSICION MAS AMPLIA (ANGULOS)
5411
HUGO TORRENS
SIGUIENDO EL PROCEDIMIENTO DE LA TRPECV, EL AGUA,
CON DOS PARES LIBRES Y DOS PARES DE ENLACE, TIENE
CUATRO POSICIONES OCUPADAS Y LA ESTRUCTURA DE LEWIS
DEBE SER UN TETRAEDRO DISTORSIONADO CON UN ANGULO
H-O-H MENOR A 109º. DADO QUE LOS PARES LIBRES NOS
SON "INVISIBLES", LA ESTRUCTURA MOLECULAR
DEBE SER ANGULAR…
OXIGENO
HIDROGENOS
LOS DATOS EXPERIMENTALES MUESTRAN
QUE LA MOLECULA DE AGUA ES ANGULAR,
CON UN ANGULO H-O-H DE 104.5o
H20 H20 + HCl
AGUA ION HIDRONIO
TETRAEDRO PIRAMIDE TRIGONAL
MOLECULAR
NH3 NH3 + HCl
5412
HUGO TORRENS
NH3
N
H
H
H
N
H
H
H
LEWIS
N
H
H
H
N
H
H
H
MOLECULAR
107o
EL AMONIACO, NH3, ES UNA BASE DE LEWIS QUE TIENE LA
ESTRUCTURA DE UN TETRAEDRO DISTORCIONADO, O SEA,
PIRAMIDAL, CON UN ANGULO H-N-H DE 107º.
TETRAEDRO
UN PAR
AMONIACO
PIRAMIDAL
MOLECULAR
5414
HUGO TORRENS
N
H
H
H
N
H
H
H + H + N
H
H
H H
+
N
H
H
H
NH 4 +
N
H
H
H
H
LEWIS = MOLECULAR
N
H
H
H
H
EL ANGULO H-N-H
ES DE 109.5o
LA REACCION DE AMONIACO
CON ACIDOS PRODUCE SALES
DE AMONIO…
ENLACE COORDINADO
BH3 BF3 + HF
HIDRURO DE BORO
MOLECULA PLANA
TRIGONAL PLANA
TRIANGULO EQUILATERO
EL BORANO, BH3, NO PUEDE
COMPLETAR EL OCTETO Y
POR LO TANTO ES UN
ACIDO DE LEWIS.
ENLACE
“TRES CENTROS DOS ELECTRONES”
5418
HUGO TORRENS
BF4-
F
+
B
F
F
F
F
-
B
F
F
FF
LEWIS =MOLECULAR
F -
B F
F
-
DE MODO SEMEJANTE A LA REACCION
DEL AMONIACO (BASE) CON ACIDOS,
EL TRIFLUORURO DE BORO (ACIDO) REACCIONA
CON BASES COMO EL ION FLUORURO.
BF4- ES UN TETRAEDRO PERFECTO.
CO2 BeH2
5420
HUGO TORRENS
CO2
LEWIS MOLECULAR
O C O
O C O
O C O
O C O
EL DIOXIDO DE CARBONO TIENE, DE ACUERDO A LA TRPECV, CUATRO
PARES LIBRES LO QUE LE DA LA ESTRUCTURA MOSTRADA ARRIBA.
EXPERIMENTALMENTE, LO UNICO QUE PODEMOS DETERMINAR ES QUE
LA MOLECULA DE CO2 ES LINEAL Y QUE AMBOS ENLACES C-O SON
IGUALES Y DE UNA LONGITUD TAL QUE IMPLICA DOBLE ENLACE.
5420
HUGO TORRENS
CO2
LEWIS MOLECULAR
O C O
O C O
O C O
O C O
EL DIOXIDO DE CARBONO TIENE, DE ACUERDO A LA TRPECV, CUATRO
PARES LIBRES LO QUE LE DA LA ESTRUCTURA MOSTRADA ARRIBA.
EXPERIMENTALMENTE, LO UNICO QUE PODEMOS DETERMINAR ES QUE
LA MOLECULA DE CO2 ES LINEAL Y QUE AMBOS ENLACES C-O SON
IGUALES Y DE UNA LONGITUD TAL QUE IMPLICA DOBLE ENLACE.
DIOXIDO DE CARBONO
HIDRURO DE BERILIO
COCl2
5422
HUGO TORRENS
COCl2 FOSGENO
LEWIS MOLECULAR
O C
ClO C
Cl
Cl
O CCl
Cl
Cl
LA ESTRUCTURA SUGERIDA POR LA TPECV PARA LA MOLECULA
COCl2 ES COMPLEJA. CADA ATOMO DE CLORO ES PIRAMIDAL CON
TRES PARES LIBRES, Y LOS ATOMOS DE CARBON Y OXIGENO SON
TRIANGULARES.
EXPERIMENTALMENTE, LA MOLECULA ES TRIANGULAR CON DOS
ANGULOS Cl-C-O IGUALES Y OTRO Cl-C-Cl NOTABLEMENTE
MENOR.
5422
HUGO TORRENS
COCl2 FOSGENO
LEWIS MOLECULAR
O C
ClO C
Cl
Cl
O CCl
Cl
Cl
LA ESTRUCTURA SUGERIDA POR LA TPECV PARA LA MOLECULA
COCl2 ES COMPLEJA. CADA ATOMO DE CLORO ES PIRAMIDAL CON
TRES PARES LIBRES, Y LOS ATOMOS DE CARBON Y OXIGENO SON
TRIANGULARES.
EXPERIMENTALMENTE, LA MOLECULA ES TRIANGULAR CON DOS
ANGULOS Cl-C-O IGUALES Y OTRO Cl-C-Cl NOTABLEMENTE
MENOR.
CH2O
FORMALDEHIDO
PH3
FOSFINA
5426
HUGO TORRENS
PF3
2F
LEWIS
MOLECULAR
F
P F
F
F
P F
F
O
O
F
P F
F F
F
F
P F
F F
F
F
P F
F
O
LEWIS
O
F
P F
F
MOLECULAR
5424
HUGO TORRENS
PH3 FOSFINA
P H
H
H
P H
H
H
P H
H
H
P H
H
H
LA FOSFINA, COMO EL AMONIACO, ES UNA BASE DE LEWIS.
LA ESTRUCTURA MOLECULAR DE PH3 ES PIRAMIDAL CON LOS TRES
ANGULOS H-P-H IGUALES DE CASI 90º.
NOTE QUE ESTOS ANGULOS SON 97.7o PARA PF3
100.3o PARA PCl3
101.0o PARA PBr3
102.0o PARA PI3
PF3O
OXIDO DE
TRIFLUORURO DE
FOSFORO
5426
HUGO TORRENS
PF3O F
P F
F
F
P F
F
O
O
F
P F
F
O
LEWIS
O
F
P F
F
MOLECULAR
PF5
PENTAFLUORURO DE
FOSFORO
5426
HUGO TORRENS
2F
LEWIS
MOLECULAR
F
P F
F
F
P F
F F
F
F
P F
F F
F
PF2Cl3
DIFLUORO TRICLORO
DE FOSFORO
5427
HUGO TORRENS
PF 2 Cl 3
P
? ?
? ?
?
P
Cl
Cl
Cl
F
F
5427
HUGO TORRENS
REGLA DE BENT
PF2Cl3
P
??
??
?
MAS EPMENOS E
P
Cl
Cl
Cl
F
F
SF4 SF6
5428
HUGO TORRENS
SF4
LEWIS
MOLECULAR
LEWIS
MOLECULAR
F
S
F
F F
F
S
F
F F
2F F
S F
F F
F
F
F
S F
F F
F
S F
F F
F
S F
F F
F
F
SF6
BrF3
5430
HUGO TORRENS
BrF3
LEWIS
Br
F
F F
Br
F
F F
F
Br
F F MOLECULAR
F
Br
F F
EL TRIFLUORURO DE BROMO
TIENE UNA ESTRUCTURA
MOLECULAR EN FORMA DE T,
CON DOS ANGULOS IGUALES DE
86o
(ICl2)-
5432
HUGO TORRENS
ICl2
LEWIS
-
I
Cl
Cl
I
Cl
Cl
MOLECULAR
I
Cl
Cl
ICl Cl
-
-
-
-
EL ANION ICl2- TIENE TRES PARES LIBRES Y
DOS CLORUROS.
DE ACUERDO A LA TRPECV, SU ESTRUCTURA
CENTRAL ES
LA DE UNA BIPIRADIMIDE TRIGONAL, AUNQUE
SU ESTRUCTURA
MOLECULAR SE REDUCE A UNA MOLECULA
LINEAL.
(TeF5)-
5434
HUGO TORRENS
(TeF5)-
-
Te
F
F
F
F
F
-
Te
F
F
F
F
F
LEWIS
-
Te
F F
F
F
F
LOS ANGULOS FAPICAL-Te-FBASAL NO
SON DE 90º SINO DE CASI 79º,
¿POR QUÉ?
MOLECULAR
-
Te
F
F
F
F
F
(ICl4)-
5436
HUGO TORRENS
ICl4-
-
ICl
ClCl
Cl
MOLECULAR
-
ICl
ClCl
Cl LEWIS
-
I
Cl
ClCl
Cl
DE ACUERDO A LA TRPECV, LA MOLECULA
DE ICl4-ES OCTAEDRICA.
DADO QUE LOS PARES LIBRES OCUPAN
VERTICES OPUESTOS, LA ESTRUCTURA
MOLECULAR ES LA DE UNA MOLECULA
CUADRADA CON ANGULOS Cl-I-Cl IGUALES A 90o
(TeF5)-
5438
HUGO TORRENS
MOLECULAR
I
F
F
F
FF
F
F
I
F
F
FF
F
F
F
IF7
LEWIS
I
F
F
FF
F
F
F
IF7 ES UN RARO EJEMPLO DE GEOMETRIA
BIPIRAMIDE PENTAGONAL PERFECTA,
PREDICHA POR LA TRPECV Y CORROBORADA
EXPERIMENTALMENTE.
XeF6
5440
HUGO TORRENS
MOLECULAR
Xe
F
F
F
FF
F
LEWIS XeF
FF
F
F
F
XeF6
F
FF
FF
F
Xe
LA ESTRUCTURA DE XeF6 NO ES, COMO LO
ESPERARIA LEWIS, UNA BIPIRAMIDE PENTAGONAL
SINO UN OCTAEDRO DISTORCIONADO, COMO SI
EL PAR LIBRE NO FUESE ESTEREOACTIVO.
5440
HUGO TORRENS
MOLECULAR
Xe
F
F
F
FF
F
LEWIS XeF
FF
F
F
F
XeF6
F
FF
FF
F
Xe
LA ESTRUCTURA DE XeF6 NO ES, COMO LO
ESPERARIA LEWIS, UNA BIPIRAMIDE PENTAGONAL
SINO UN OCTAEDRO DISTORCIONADO, COMO SI
EL PAR LIBRE NO FUESE ESTEREOACTIVO.
5438
HUGO TORRENS
MOLECULAR
I
F
F
F
FF
F
F
I
F
F
FF
F
F
F
IF7
LEWIS
I
F
F
FF
F
F
F
IF7 ES UN RARO EJEMPLO DE GEOMETRIA
BIPIRAMIDE PENTAGONAL PERFECTA,
PREDICHA POR LA TRPECV Y CORROBORADA
EXPERIMENTALMENTE.
TETRAEDRO
SULFITO
PIRAMIDE TRIGONAL
MOLECULAR
PROPENO
DIETIL ETHER
PROPANAL
HIDRURO DE BERILIO
DIOXIDO DE CARBONO
FIN
5424
HUGO TORRENS
PH3 FOSFINA
P H
H
H
P H
H
H
P H
H
H
P H
H
H
LA FOSFINA, COMO EL AMONIACO, ES UNA BASE DE LEWIS.
LA ESTRUCTURA MOLECULAR DE PH3 ES PIRAMIDAL CON LOS TRES
ANGULOS H-P-H IGUALES DE CASI 90º.
NOTE QUE ESTOS ANGULOS SON 97.7o PARA PF3
100.3o PARA PCl3
101.0o PARA PBr3
102.0o PARA PI3
5426
HUGO TORRENS
PF 3
2F
LEWIS
MOLECULAR
F
P F
F
F
P F
F
O
O
F
P F
F F
F
F
P F
F F
F
F
P F
F
O
LEWIS
O
F
P F
F
MOLECULAR
5427
HUGO TORRENS
REGLA DE BENT
PF2Cl3
P
??
??
?
MAS EPMENOS E
P
Cl
Cl
Cl
F
F
5428
HUGO TORRENS
SF 4
LEWIS
MOLECULAR
LEWIS
MOLECULAR
F
S
F
F F
F
S
F
F F
2F F
S F
F F
F
F
F
S F
F F
F
S F
F F
F
S F
F F
F
F
TETRAEDRO
SULFITO
PIRAMIDE TRIGONAL
MOLECULAR
5430
HUGO TORRENS
BrF 3
LEWIS
Br
F
F F
Br
F
F F
F
Br
F F MOLECULAR
F
Br
F F
EL TRIFLUORURO DE BROMO
TIENE UNA ESTRUCTURA
MOLECULAR EN FORMA DE T,
CON DOS ANGULOS IGUALES DE
86o
5432
HUGO TORRENS
ICl2
LEWIS
-
I
Cl
Cl
I
Cl
Cl
MOLECULAR
I
Cl
Cl
ICl Cl
-
-
-
-
EL ANION ICl2- TIENE TRES PARES LIBRES Y
DOS CLORUROS.
DE ACUERDO A LA TRPECV, SU ESTRUCTURA
CENTRAL ES
LA DE UNA BIPIRADIMIDE TRIGONAL, AUNQUE
SU ESTRUCTURA
MOLECULAR SE REDUCE A UNA MOLECULA
LINEAL.
5434
HUGO TORRENS
TeF 5 -
-
Te
F
F
F
F
F
-
Te
F
F
F
F
F
LEWIS
-
Te
F F
F
F
F
LOS ANGULOS FAPICAL-Te-FBASAL NO
SON DE 90º SINO DE CASI 79º,
¿POR QUÉ?
MOLECULAR
-
Te
F
F
F
F
F
5436
HUGO TORRENS
ICl4-
-
ICl
ClCl
Cl
MOLECULAR
-
ICl
ClCl
Cl LEWIS
-
I
Cl
ClCl
Cl
DE ACUERDO A LA TRPECV, LA MOLECULA
DE ICl4-ES OCTAEDRICA.
DADO QUE LOS PARES LIBRES OCUPAN
VERTICES OPUESTOS, LA ESTRUCTURA
MOLECULAR ES LA DE UNA MOLECULA
CUADRADA CON ANGULOS Cl-I-Cl IGUALES A 90o
RESUMEN
5444
HUGO TORRENS
MODELO DE LEWIS
1 ELEGIR ATOMO CENTRAL
PH3
NORMALMENTE EL DE MENOR ELECTRONEGATIVIDAD
(EXCEPTO EL HIDROGENO)
2 CUENTA DE ELECTRONES
ATOMOS X 8(2) = e TOTALES
8 + 3 X 2 = 14
e PRESENTES = e APORTADOS
5 + 3 X 1 = 8
(TOTALES - APORTADOS)/2 = NUM. ENLACES
(14 - 8)/2 = 3
3 RESONANCIA
POR EJEMPLO, 3 ENLACES ENTRE 3 ATOMOS
A=B-C A-B=C A B C
ORDEN E. 1.5
P
H
H
H
5446
HUGO TORRENS
eA B A B
eA B A B
-
+
+
-
B Adim
A B A B
A BA B
A B C A B C A B C
P
F
F
F
FF
MODELO DE LEWIS
4 EVITAR ELECTRONES DESAPAREADOS
5 ELECTRONES SIN DUEÑO
…PERO CON EL MAS ELECTRONEGATIVO
6 EXPANSION DEL OCTETO
DESDE EL TERCER PERIODO
10 (NO 8) ELECTRONES NUM. COORDINACION MAYOR
AL INICIO DE CADA FAMILIA
5448
HUGO TORRENS
MODELO DE LEWIS
7 TRPECV
NUM. COORD.
2 LINEAL
3 TRIANGULAR
4 TETRAEDRICA
5 BIPIRAMIDE TRIANGULAR
6 OCTAEDRICA
7 BIPIRAMIDE PENTAGONAL
5448
HUGO TORRENS
MODELO DE LEWIS
LEWIS
PF
FFP
F
FF
MOLECULAR
PL-PL > PL-PE > PE-PE > PE-ED
ESimple < EDoble <ETriple …
PAR INERTE
REGLA DE BENT
8 ESTRUCTURAS DE LEWIS Y MOLECULAR
5450
HUGO TORRENS
MODELO DE LEWIS
LEWIS
PF
FFP
F
FF
MOLECULAR
¿ACIDO?
¿BASE?
¿POLAR?
¿IONICO?
¿RADICAL?
9 ¡¡¡¡¡¡ QUIMICA !!!!!!
PtCl2(CH3SCH2CH2SC6F5)2
PtCl2
CH3S
SC6F5
SCH2CH2S
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
PtCl2(CH3SCH2CH2SC6F5)2
PtCl2
CH3S
SC6F5
SCH2CH2S
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
Pt(SC6F5)2(C6H4FSCH2CH2SC6H4F)2
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
Pt(SC6F5)2(C6H4FSCH2CH2SC6H4F)2
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
Pt(SC6F5)2(C6H4FSCH2CH2SC6H4F)2
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
Os(SC6F5)3(P(CH3 )2(C6H5))2
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
Os(SC6F5)3(P(CH3 )2(C6H5))2
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
Os(SC6F5)3(P(CH3 )2(C6H5))2
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
PtCl2(CF3SCH2CH2SCF3)
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
CATALITICA DE COMPUESTOS
FLUOROAZUFRADOS DE
METALES NOBLES
EJEMPLO:
DISEÑO, SINTESIS Y EVALUACION
DE COMPUESTOS FLUORESCENTES
DE METALES NOBLES
EJEMPLO:
Au(SC6H5)(P(C6H5)3) DIMERO Au-Au
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