(TEMA 10) 16. ¿Cabe predecir que en alguna de las moléculas CH4, NH3 y H2O el ángulo formado entre los enlaces del átomo central A y sendos H (es decir, H––H) ha de ser mucho mayor que en las demás? (Con «mucho mayor» se quiere decir que sea al menos 30o mayor).
(A). Sí, en el H2O es mucho mayor que en las otras dos.
(B). Sí, en el NH3 es mucho mayor que en las otras dos.
(C). No; ese ángulo es bastante parecido en las tres moléculas (la diferencia máxima sería de unos 5º).
(D). Sí, en el CH4 es mucho mayor que en las otras dos.
Solución: C. Si dibujamos las estructuras de Lewis de las tres moléculas:
deduciremos inmediatamente que las tres deben tener una distribución tetraédrica de los pares de electrones que rodean al átomo central, ya que el número de pares en los tres casos es 4 y el mejor modo de colocarse cuatro regiones de densidad de carga negativa lo más lejos posible unas de otras para minimizar la energía de repulsión es tetraédricamente. (Visto desde otro punto de vista, la hibridación de los orbitales del átomo central será sp3 en los tres casos). Por lo tanto, los H ocuparán los vértices que sean necesarios de esos tetraedros y los ángulos H-Â-H sean los propios de un tetraedro. En el CH4 el ángulo será exactamente tetraédrico (muy aproximadamente igual a 109,5o). En las otras dos moléculas será próximo a 109,5o (los valores experimentales son: NH3, 107,5o; H2O, 104,5o).
(TEMA 10) 17. La molécula de tetrafluoruro de azufre tiene la geometría aproximada que se muestra en la imagen:
(A). A la fuerte electronegatividad de los átomos de F.
(B). A que los F etiquetados c y d se unen entre sí mediante enlace covalente.
(C). A que el S tiene 6 electrones en su capa de valencia.
(D). A que así se consigue un momento dipolar nulo, lo que estabiliza a la molécula.
Solución: C. La configuración electrónica del F es 1s2 2s2 2p5. Al tener siete electrones en su capa de valencia, cada F aporta un electrón para su enlace con S y se rodea de 3 pares sin compartir.
En cuanto al S, su configuración electrónica es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4; es decir, tiene 6 electrones en su última capa o capa de valencia. Como el S se une a cuatro átomos F, necesita 4 de estos electrones para formar enlaces S–F. Los otros 2 electrones del S quedarán sin compartir, como se muestra en la imagen:
Así que tenemos un S como átomo central rodeado de 5 pares de electrones. Según la teoría de la repulsión de los pares de electrones de valencia, la mejor manera de disponerse 5 regiones de elevada densidad electrónica para minimizar las repulsiones es en forma de bipirámide de base trigonal, como se muestra en la imagen.
Los F c y d no forman enlace covalente entre sí, ya que si lo formaran se habría indicado con una raya (como es usual) en la imagen de la molécula.
Por otro lado, la molécula tiene momento dipolar no nulo, dada su asimetría.
