Geometría molecular y teorías de enlaces La teoría de Lëwis nos ayudan a entender la composición de las moléculas y la distribución de sus electrones, pero no la forma molecular tridimensional de las mismas. La Teoría de repulsión de pares Electrónicos de la Capa de Valencia (TRPECV), se encarga de ello. Es decir nos muestra la disposición espacial de los átomos (en forma tridimensional) de las moléculas. El ejemplo anterior muestra la estructura de Lëwis de la molécula CCl4 (tetracloruro de carbono) y su forma geométrica o geometría molecular tridimensional, que es un tetraedro. 1 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Ejemplo de moléculas no-lineales (planas) 2 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Ejemplo de moléculas lineales y no lineales 3 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Ejemplo de moléculas con diferente distribución, lineal, angular, trigonal plana, etc. 4 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Polaridad de las moléculas Cl O C H H H µ=o, no polar H H µ>o, Polar µ>o, Polar La polaridad de un enlace es una medida de que tan equitativo se comparten los electrones en un enlace, esto se relaciona con la polaridad de los enlaces y los momentos dipolares. El momento dipolar µ depende tanto de las palaridades de los enlaces individuales, como de la geometría de las moléculas. El momento dipolar µ se define en Debye. 5 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Geometrías de acuerdo al numero de electrones Ax; x=2,3,4,5,6, Acomodo de Geometría dominios electrónicos Angulos de enlace (º) AX2 AX3 AX4 AX5 AX6 6 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Geometría, pares de electrones de enlace, no enlace y ejemplos Geometría Pare de Pares de Pares de Geometría Molecular electrones de los pares electrones electrones de enlace de enlace de no-enlace Ejemplo AX2 AX3 AX4 7 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Geometría, pares de electrones de enlace, no enlace y ejemplos Pares de electrones Geometría de los pares de enlace Pares de electrones de enlace Pares de electrones de no-enlace Geometría Molecular Ejemplo 8 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Enlaces covalentes y translape de orbitales, para generar HIBRIDACIONES Molécual de H2 Hibridación SS Molécula de HCl Molécula de Cl2 Hibridación SP Hibridación PP Molécula de BeF2 1s 4Be; 2s 1s2 2s2 2p 9F; 2s 2p 1s2 2s2 2p5 9 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Translape de un orbital s y un orbital p 10 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Hibridación SP3 para el metano, CH4 11 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Arreglos geométricos de orbitales híbridos Tipo Geometría Tipo OrbitalesHibridación Molecular Ejemplo 12 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Hibridación para enlaces multiples (translape de orbitales p) 13 Teoría de orbitales moleculares Combinación de orbitales atómicos (OA) 1s del átomo de H, para formar dos orbitales moleculares (OM) de la molécula de H2. Como se observa en la figura, en la parte de abajo se forman el OM de enlace σ1s, y en la parte de arriba los OM de antienlace σ*1s, separado por un nodo. La densidad electrónica en los OM de antienlace, se encuentra menos distribuida; mientras que en los OM de enlace esta mayormente distribuida. En los OM de enlace, es donde se forma el enlace las moléculas. Para conocer el orden de enlace de la moléculas: Orden de enlace= ½(Numeros de electrones de enlace – numero de electrones de antienlace) 14 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Diagrama de enrgía de orbitales moleculares para la formación de las moléculas de H2 y He2 15 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Diagrama de enrgía de orbitales moleculares para la formación de la moléculas de Li2 16 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 OM de orbitalea atómicos 2p 17 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Ejemplo de moléculas lineales 18 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Ejemplo de moléculas lineales 19 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14 Orbitales moleculares y magnetismo 20 Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2007-II, Grupo 14