Geometría molecular
Cuando pensamos en las estructuras de las moléculas en química, solemos pensar en ellas como formas bidimensionales. Por lo general, se dibujan de esta manera por simplicidad. Sin embargo, muchas moléculas tienen una estructura tridimensional. La geometría molecular es un tipo de geometría que se utiliza para describir la forma de una molécula.
Teoría de la repulsión electrónica de la capa de valencia
Al identificar la forma de una molécula, primero necesitamos saber el número de enlaces y pares de electrones solitarios con la molécula. Los pares de electrones solitarios son los electrones que rodean al átomo central, pero no están unidos a otro átomo. El número total de enlaces y pares de electrones solitarios determina el número estérico de la molécula. Las moléculas bipiramidales trigonales tienen un número estérico de cinco: hay cinco enlaces y no hay pares de electrones solitarios (nota: algunas definiciones permiten pares de electrones solitarios, como veremos más adelante en la lección).
La presencia de pares de electrones solitarios afecta la forma de la molécula. De acuerdo con la teoría de repulsión de electrones de la capa de valencia (RPECV), los pares de electrones se repelen entre sí, ya sea que estén unidos o solos. Esta repulsión se debe a la carga negativa de los electrones, como cargas que se repelen entre sí.
La teoría VSEPR también establece que los electrones y átomos de la molécula se organizarán para minimizar la repulsión. La disposición que se produce es la que da a la molécula su estructura geométrica. Hay varias formas de este tipo en geometría molecular, pero en esta lección nos centraremos en las moléculas bipiramidales trigonales.
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Definición bipiramidal trigonal
Una molécula bipiramidal trigonal tiene un átomo central rodeado por otros cinco átomos. Comprender el significado de los términos trigonal y bipirámide nos ayudará a visualizar la disposición tridimensional de los átomos. Una bipirámide consta de dos pirámides (triángulos tridimensionales) que comparten una base. El término trigonal nos dice que la forma general es de tres lados, como un triángulo. Poniendo los dos términos juntos, podemos ver que una molécula bipiramidal trigonal tiene una forma de tres lados y cada lado es una bipirámide.
Estructura de Lewis y Geometría Molecular: Fundamentos y Aplicaciones
En la imagen denominada ‘Vista lateral y vista tridimensional de un bipiramidal trigonal’ debajo, el círculo gris claro representa el átomo central, y los círculos gris oscuro son los átomos circundantes. Las líneas dibujadas no representan los enlaces entre los átomos; se muestran para ayudarnos a ver la forma piramidal que se forma. Recuerde que los únicos enlaces en la molécula son aquellos entre el átomo central y cada átomo circundante.
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Ángulos de enlace en una molécula bipiramidal trigonal
Los átomos de las moléculas bipiramidales trigonales están dispuestos en dos planos que se cruzan en el átomo central. Los dos planos forman un ángulo de 90 grados. El plano axial consta del átomo central y dos de los átomos circundantes; tienen una disposición lineal, lo que significa que forman una línea recta. El segundo plano es el plano ecuatorial , que consta del átomo central y tres átomos circundantes; los tres enlaces están espaciados uniformemente, formando ángulos de enlace de 120 grados.
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Definiciones y ejemplos de moléculas bipiramidales trigonales
Es importante notar que la definición que estamos usando en esta lección es una definición estricta de bipiramidal trigonal, con cinco enlaces y sin pares de electrones solitarios. Sin embargo, existen definiciones más flexibles. Con una definición más flexible, el número estérico sigue siendo cinco, pero puede haber pares de electrones solitarios.
Por ejemplo, el tetrafluoruro de azufre tiene cuatro enlaces y un par de electrones solitarios. La forma general de la molécula es similar a una molécula con cinco enlaces y sin pares de electrones solitarios, como el pentacloruro de fósforo. Ambas moléculas tienen un plano axial y un plano ecuatorial que forman un ángulo de 90 grados. Sin embargo, los ángulos de enlace del pentacloruro de fósforo son ligeramente más pequeños debido a la repulsividad del par de electrones solitarios.
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Resumen de la lección
En geometría molecular , el número de enlaces y pares de electrones solitarios determina la forma de una molécula. Usando una definición estricta de bipiramidal trigonal , hay un átomo central unido a cinco átomos circundantes y no hay pares de electrones solitarios. Sin embargo, algunas definiciones permiten pares de electrones solitarios. La forma está formada por átomos que se encuentran en un plano axial y un plano ecuatorial .
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