Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2015 (2s) | Soluciones de las preguntas 16 y 17

(TEMA 10) 16. De las siguientes especies, una no contiene enlaces π:

(A). CO₃^2–
(B). BF₃
(C). SO₂
(D). O₂

Solución: B. En la especie CO₃^2– el átomo de C forma tres enlaces σ con los O mediante otros tantos orbitales híbridos sp². Le queda un orbital atómico 2p semilleno que utiliza para formar un enlace π con uno de los átomos de O. En el SO₂, la configuración electrónica del S ([Ne] 3s² 3p_x² 3p_y¹ 3p_z¹) invita a pensar que este átomo utiliza sus dos electrones libres para enlazarse con los dos átomos de O. Pero, según el modelo de Lewis, eso conduciría a una molécula con dos cargas positivas sobre el S y una carga negativa sobre cada O. Una especie tan cargada no es de esperar que sea muy estable.  Habría que pensar en una opción con menos separación de carga y que, a ser posible, dé cuenta del hecho de que los enlaces en el SO₂ tienen un orden algo mayor que el orden del enlace simple. Una posibilidad sería la formación de tres orbitales híbridos sp² en el S. Dos de ellos servirían para formar enlaces simples con los dos O. Pero queda un orbital p puro en el S que se usaría para formar un enlace π con uno de los átomos de O.

En el O₂ (configuración electrónica del O: 1s² 2s² 2p_x² 2p_y¹ 2p_z¹) cada átomo de O utiliza un orbital 2p_y para formar un enlace σ y un orbital 2p_z para formar un enlace π. Finalmente, en el BF₃ el boro (configuración electrónica 1s² 2s² 2p¹) utiliza tres híbridos sp² para unirse mediante tres enlaces σ a otros tantos átomos de F. Por lo tanto, los enlaces de esta molécula se explican sin necesidad de enlaces π.

(TEMA 10) 17. ¿Qué forma tiene la molécula de hexafluoruro de azufre?

(A). octaédrica
(B). un hexágono con el S en el centro y los F en los vértices
(C). rómbica
(D). bipiramidal trigonal

Solución: A. La configuración electrónica del elemento S es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. Como se tiene que unir a 6 F, necesita seis electrones desapareados. Los puede conseguir mediante una hibridación sp³d². Los seis orbitales de este tipo se dispondrían en el espacio de la forma más alejada posible para minimizar las repulsiones. Esta forma, como se puede demostrar matemáticamente, es la octaédrica. Una bipirámide trigonal (dos pirámides unidas por su base triangular) solo admitiría 5 átomos de F.