CUESTIÓN 3.-
a) Deduce la geometría de las moléculas BCl3 y H2S aplicando la Teoría de la Repulsión
de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia.
b) Explica si las moléculas anteriores son polares.
c) Indica la hibridación que posee el átomo central.
Prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2014, QUIMICA
Respuestas
a) Está establecido por la TRPECV que la geometría molecular más estable posible es aquella en la que los pares de electrones σ y no-compartidos de la capa de valencia del átomo central de una molécula se sitúan a las máximas distancias angulares posibles, minimizando así la energía de repulsión interelectrónica.
Para realizar este balance de electrones se debe tomar en consideración que en la capa de valencia del átomo central estarán todos sus propios electrones de valencia, y también los electrones desapareados de los ligandos. Entonces analizando los casos que nos indican:
Para el BCl₃
Central: B(2s²p¹): 3e- de valencia
Ligandos: 3Cl(3s²p⁵): 3e- desapareados
Total: 6e- = 3 pares: 3σ, 0π, 0E; σ+E=3 direcciones.
La geometría es trigonal plana. La molécula es tipo AB₃, trigonal plana.
Para el H₂S:
Central: S(3s₂p4): 6e- de valencia
Ligandos: 2H(1s¹): 2e- desapareados
Total: 8e- = 4 pares: 2σ, 0π, 2E; σ+E=4 direcciones.
La geometría es tetraédrica y la molécula tipo AB₂E₂, angular que deriva de la tetraédrica.
Adjunto se encuentra una imagen que ilustra las geometrías moleculares para BCl₃ y H₂S (A)
b) La polaridad que tiene una molécula va a depender de la polaridad que tenga el enlace, de su geometría y de la presencia de pares de electrones no compartido en el átomo central. Entonces para los casos de las moleculas dadas:
H₂S: El enlace HS es polar y sus momentos dipolares no se anulan por geometría. Por lo que la molécula es polar, los pares de electrones no compartidos del átomo de S contribuyen a aumentar el carácter polar de la molécula.
BCl₃: El enlace B-Cl es polar pero los momentos dipolares de los enlaces en la molécula se anulan por geometría. Molécula apolar.
c) Para el caso de la hibridación que tendrá el átomo central, partimos de que que este necesitará tantos orbitales híbridos como direcciones espaciales en las que le de la orientación correspondiente a los pares de electrones de su capa de valencia (σ+E).
B(2s²p¹): ↑↓ ↑_ __ __ → ↑_ ↑_ ↑_ 1OA''s'' + 2OA''p'' → 3OH''sp²
S(3s²p⁴): ↑↓ ↑↓ ↑_ ↑_ → ↑↓↑↓↑_↑ 1OA''s'' + 3OA''p'' → 4OH''sp³
Adjunto se encuentra una imagen que ilustra la hibridación en el átomo central. (C)
