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Enlace por pares deelectrones

Dr. Enrique Ruiz Trejo

Definiciones Molécula: Conjunto finito de átomos unidos entres sí mediante

enlaces químicos.

Enlace iónico: elemento electropositivo + elementoelectronegativo. Transferencia de electrones _Sólido cristalino(sin moléculas individuales).

Enlace covalente: elementos con similar electronegatividad. Loselectrones son compartidos por ambos átomos. Moléculas.

Enlace metálico: elementos electropositivos. Los electrones secomparten. Sólidos metálicos (aleaciones).

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Triángulo Van Arkel-Ketelaar

http://www.meta-synthesis.com/webbook/37_ak/triangles.html

χ promedio Diferencia de χ

G.N. Lewis: enlace por paresde electrones En H2: enlace debido al intercambio de electrones

por ambos núcleosN1-e1

N1-e2

N2-e1

N2-e2

H:H

H-H

Par de electronesenlace

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Regla del octeto

Gases nobles: configuración muy estable

Los átomos se unen entre sí compartiendoelectrones intentando adquirir configuraciónde gas noble [8 electrones de valencia](excepto He)

H2O

O [He] 2s2 2p4

Par de enlace

Par libre

↑↓ ↑↑↓ ↑ ↑

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Estructura de Lewis

↑H

↑↑↑↑↓N [He]

↑↑↑↓↑↓O [He]

↑↑↓↑↓↑↓F [He]

Observar: Configuración finalPares de enlacePares no enlazantesNúmero de electrones desapareados

psorbitales

Estructura de Lewis CH4

↑↑↑↓C [He]psorbitales

↑↑↑↑C* [He]psorbitales

Estado excitado de valencia

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Problemas

Escribir estructuras de Lewis de las siguientesmoléculas

F con C N

O F

Estructuras de Lewis

O FF FF

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Dobles enlaces: dos pares de electrones entrelos átomos

En algunas moléculas es indispensable recurrir a dos pares electrónicos deenlace para cumplir con la regla del octeto.

Triples enlaces: tres pares de electrones entre losconstituyentes

También es factible que sean necesarios tres pares de electrones

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Moleculas hipervalentesNo sobrevalorar la regla del octeto

Mismo número de electrones de valencia⇒ identica estructura de Lewis

OF2

SF2

También existe SF6

Moleculas hipervalentes

Moléculas isoelectrónicasNF3

PF3

También existe PF5

F

F

FF

F

8

Moléculas hipervalentes

↑↑↑↑↑P* [Ne]

↑↑↑↑↑↑S* [Ne]

dpsorbitales

Moléculas hipervalentes a partir del tercer período

F

F

FF

F

Moléculas hipovalentes:octeto incompleto

↑↑↑B* [He]

↑↑↓B [He]

Puede haber moléculas con menos de 4 pares deelectrones: BF3

psOrbitales

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Reglas para escribirestructuras de Lewis1. Estequiometría conocida y cómo están enlazados los átomos entre sí.

Generalmente átomo central es el más electropositivo.

2. Número de electrones de la molécula = número de electrones de valenciade todos los átomos que forman la molécula. ¡Contar electrones!

3. Unir átomo central y periféricos con un guión (par de enlace).

4. Distribuir los demás electrones (pares no enlazantes) sobre los diferentesátomos. Si sobran electrones, se distribuyen sobre él átomo central.

5. Pueden promoverse pares no enlazantes de los átomos periféricos a paresenlazantes, formando dobles y triples enlaces con el átomo central. Si elátomo central es del segundo periodo no puede violar la regla del octeto. Siel átomo central es del tercer periodo o superior puede tener más de 4pares de electrones a su alrededor.

Ejemplo: CO2

C: [He]2s22p2 electrones de valencia: 4

O: [He]2s22p4 electrones de valencia: 66+6+4=16 electronesen la molécula

1.-

2.-

3.-

4.-

5.-

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Problemas

Escribir estructuras de Lewis paraNF3

CS2

HNO3

H3C2OOHCO3

2-

Estructuras de Lewis

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Escribir estructuras de Lewis

NO2-

H2S

POCl3

CH3NH2

Más estructuras de Lewis

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Carga formal1. Electrones en la molécula:

a) Los electrones no enlazantes cuentan sólo para el átomoX al que están unidos.

b) Los electrones enlazantes se comparten por igual entre Xy el otro átomo involucrado. Contar uno por enlace parael átomo X.

c) Sumar a) y b) para el átomo X .2. Carga formal en X se determina con una sencilla

resta:Electrones de valencia en el átomo puro X

menos electrones asociados según inciso 1.c.

Problema

Hacer estructura de Lewis del ión ClO4- y

calcular la carga formal de cada átomo.

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Carga formal: Ión perclorato

Las cargas formalesdeben ser coherentescon laelectronegatividad delos átomos.

Estructuras formales:carga formal cero ó ± 1••

••

••••

••

••••

••

Resonancia: NO3-

Experimentalmente todos los enlaces soniguales. Cada estructura se caracteriza poruna Ψ. La estructura óptimaSe describe mediante una combinaciónlineal:

Ψ= ψ1+ψ2+ψ3

Resonancia: empleo de dos o más estructuras de Lewis pararepresentar una molécula en particular.

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Otras estructuras resonantes

Ozono

CO3-

Benceno

Híbridos míticos

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/724/741576/chapter_07.html

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Híbrido mítico mexicano

El cuacopollo: curioso equino que cuentacon dos patas sobre las que guarda unprecario equilibrio. Tiene la capacidadmotora de un caballo pero se alimentacomo pollo. El genio visionario de estamaravilla de la ingeniería genética es DonBriagoberto Memelas cacique de laCoyotera. Este personaje a su vez fuecreado por Gabriel Vargas.