Unidad L. Conceptos Basicopdf.pdf

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ CHIAPAS ASIGNATURA QUÍMICA ORGANICA I CATEDRÁTICO L.Q DULCE BECERRA PANIGUA ALUMNA GRISEL ALEJANDRA FIGUEROA NATAREN TRABAJO CONCEPTOS BASICOS DE LA ESTRUCTURA ATOMICA MOLECULAR

A 12 DE FEBRERO DEL 2016

Unidad l. Enlace, estructura y propiedades en compuestos químicos orgánicos.

1.1.

Conceptos básicos de la estructura atómica molecular

Trabajo de investigación

1.1.1 Representación de moléculas orgánicas a partir de la estructura de Lewis. 1.1.1.1.

Escritura de las estructura de Lewis.

Es la representación esquemática de los electrones compartidos entre los átomos de una molécula. Paso 1.- el átomo más electronegativo ocupa la posición central Paso 2.- cuente el número total de electrones de valencia presentes Paso 3.- dibuje un enlace covalente sencillo entre el átomo central y cada uno de los átomo que lo rodea. Complete los octetos de los átomos enlazados al átomo central Paso 4.- si no se cumple la regla del octeto para el átomo central, agregue dobles o triples enlaces entre este átomo.  Las escrituras varían dependiendo si es molécula o ion. a) Para moléculas. Un enlace covalente, es aquel en el que dos electrones son compartidos por dos átomos. Ejemplo: Consideremos la molécula del flúor F. Su configuración electrónica es 1s2 2s2 2p5.

Si dos átomos comparten dos pares de electrones, el enlace covalente se denomina enlace doble Ejemplo: (CO2) C: 1s2 2s2 2p2 O: 1s2 2s2 2p4 Cuando dos átomos compartes tres pares de electrones, el enlace covalente se denomina enlace triple Ejemplo: (N2) N: 1s2 2s2 2p3

b) Para iones. Un enlace iónico, es la unión entre iones de signo contrario (metal y no metal). Ejemplo: (LIF) fluoruro de litio LI: 1s2 2s1 F: 1s2 2s2 2p5

+ LI: 3 protones, 3 electrones -- F: 9 protones, 9 electrones

Primero se ioniza el litio: LI

-1e: 2e (He) +1 e: 10e (Ne)

LI + e

Y enseguida el flúor acepta un electrón F+e

ahora tiene 8 electrones (regla del octeto)

Luego, suponga que los dos iones separados se enlazan para formar la unidad de LIF:

1.1.1.2. Regla del octeto Propuesta por Lewis: un átomo diferente del hidrogeno tiende a formar enlaces hasta que se rodea de 8 electrones de valencia. 1.1.1.3 Excepciones de la regla del octeto Hay 3 tipos de excepciones. a) Moléculas con N° impar de electrones. Algunos elementos contienen un número impar de electrones. Entre ellas se encuentra el ácido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) Y el (CIO2)

Puesto que se requiere un número par de electrones para completar 8, la regla del octeto no puede cumplirse por todos los átomos en cualquiera de estas moléculas.

b) El octeto incompleto. En algunos compuestos el número de electrones que rodean al átomo central de una molécula estable es inferior a ocho. Ejemplo: (BeH2) Hidruro de berilio. Be: 1s2 2s2 H: 1s1 c) El octeto expandido. Entre los compuestos que poseen estos tipos de octeto se encuentra el hexafluoruro de azufre. (SF6) Azufre: (Ne) 3s2 3p4 Flúor: 1s2 2s2 2p5

1.1.1.4 Carga formal. Diferencia entre los electrones de valencia de una átomo aislado y le número de electrones asignados a ese átomo en una estructura de Lewis Existen 2 tipos: a) Para moléculas neutras.

b) Para iones

Carga formal:

Átomo 1 = 6 - 4 – (1/2)*4 =0 Átomo 2 = 6 – 2 – (1/2)* 6=-1 Átomo 3 = 6 – 6 – (1/2) *2 = -1

O = O- _ O -

O- _O-= O

1.1.1.5. Resonancia Es cuando dos o más estructuras de Lewis se utilizan para representar una molécula particular. a) Estructura hibrida. Dibuje las estructuras de resonancia (con sus cargas formales) para el ion nitrato NO3-, que tiene la siguiente distribución gráfica: O N O

O

Dado que el nitrógeno tiene 5 electrones de valencia, cada oxigeno tiene 6 electrones de valencia y hay una carga neta negativa, el número total de electrones de valencia es 5 + (3*6) + 1 = 24. Todas las estructuras de resonancia siguientes son equivalentes.

1.1.1.6. Geometría molecular Se refiere a la disposición tridimensional de los átomos de una molécula. La geometría de una molécula afecta sus propiedades físicas y químicas como, por ejemplo, el punto de fusión, punto ebullición, la densidad y el tipo de reacciones en que puedan participar. . 1.1.2. Modelo de repulsión del par de electrónico de la capa de valencia (RPECV) Explica la distribución geométrica de los pares electrónicos que rodean al átomo central en términos de la repulsión electrostática entre dichos pares. a) Moléculas en las que el átomo central no tiene pares de electrones libres. AB2. CLORURO DE BERELIO (BeCl2) La estructura de Lewis del cloruro de berilio en estado gaseoso es:

Lineal

Debido a que los pares enlazantes se repelen entre sí, deben estar en los extremos opuestos de una línea recta para estar tan alejados como sea posible.

AB3 TRIFLUORURO DE BORO (BF3) Contiene 3 enlaces covalentes, o pares enlazantes. En la distribución más estable, los tres enlaces BF apuntan hacia los vértices de un triángulo equilátero con el B en el centro del triángulo. Trigonal plana

AB4 Metano (CH4) La estructura de Lewis del metano es: Debido a que hay 4 pares enlazantes, la geometría de (CH4) es tetraédrica. Y tiene 4 lados o 4 caras, siendo todos triángulos equiláteros.

AB5 Pentacloruro de fosforo (PCl5) La única forma de reducir las fuerzas de repulsión entre los 5 pares enlazantes es distribuir los enlaces PCl en forma de una pirámide trigonal.

AB6 Hexafluoruro de azufre (SF6) La distribución más estable para los 6 pares enlazantes de SF es forma de un octaedro. Un octaedro contiene 8 lados. Se forma uniendo por la base 2 pirámides de base cuadrada.

b) Moléculas en las que el átomo central tiene una o más pares libres de electrones libres. AB2 E Dióxido de azufre (SO2) Debido a que en el modelo (RPECV) se tratan los dobles enlaces como si fueran sencillos, la molécula de SO se puede visualizar como un átomo central de S con 3 pares de electrones. De estos, 2 son pares enlazantes y 1 es un par libre.

Angular AB3 E Amoniaco (NH3) La molécula amoniaco contiene 3 pares enlazantes y 1 par libre. Debido a que el par libre repele con más fuerzas a los pares enlazantes, los 3 pares enlazantes NH se acercan.

Pirámide trigonal

AB2 E2 Agua (H2O) Una molécula del agua contiene 2 pares enlazantes y dos pares libres. La distribución global de los 4 pares de electrones en el agua es tetraédrica, al igual que en el amoniaco. Tetraédrica

AB4 E Pentafluoruro de fosforo (PF5) 5 pares enlazantes.

Piramidal cuadrada