¿Qué diferencia hay entre geometría molecular y geometría electrónica?

La geometría electrónica tiene en cuenta todos los pares de electrones alrededor del átomo central, incluidos los solitarios. La geometría molecular solo considera la posición de los átomos, por lo que GM = GE solo cuando no hay pares solitarios.

¿Cómo se sabe si una unión covalente es polar?

Se calcula ∆δ restando las electronegatividades de los dos átomos. Si ∆δ está entre 0,41 y 1,69, la unión es covalente polar; si está entre 0 y 0,40, es no polar.

Geometría molecular, TREPEV y polaridad de las moléculas

Resumen

El documento explica cómo se determina la forma de una molécula mediante su geometría molecular y su geometría electrónica, usando la teoría TREPEV. Presenta las geometrías lineal, trigonal plana, tetraédrica y sus variantes con pares de electrones solitarios. Además, describe las fuerzas intermoleculares y cómo calcular la polaridad de los enlaces y de la molécula a partir de la electronegatividad.

Puntos clave

La geometría molecular es la distribución tridimensional de los átomos de una molécula y no tiene en cuenta los pares de electrones solitarios.
La teoría TREPEV indica que los pares de electrones se disponen para minimizar la repulsión electrónica.
Con 2 átomos unidos y ningún par solitario la geometría es lineal (180°); con 3 átomos es trigonal plana (120°) y con 4 es tetraédrica (109°).
Si hay pares de electrones solitarios, la GM es distinta de la GE porque los ángulos se reducen.
Según ∆δ, una unión es no polar si está entre 0 y 0,40, polar entre 0,41 y 1,69, e iónica si es mayor a 1,7.
Una molécula con uniones polares es polar si sus momentos dipolares no se cancelan (μ ≠ 0).

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Forma de la Molécula

Está determinada por sus ángulos de enlace, que son los ángulos formados por las líneas que unen los núcleos de los átomos de la molécula.
Los ángulos de enlace y la longitud del enlace definen el tamaño y la forma de la molécula.

Geometría Molecular (GM)

La geometría molecular es la distribución tridimensional de los átomos de una molécula.
La geometría que adopta una molécula es aquella en la que la repulsión electrónica es mínima (los electrones estén lo más alejados posible).
La geometría molecular, a diferencia de la GE, NO usa las nubes de electrones solitarios.

Formas que puede adoptar la molécula según su GM

Lineal (en línea recta B--A--B): Ángulo de 180°.
Trigonal Plana (en forma de triángulo con A en el centro): Ángulo de 120°.
Tetraédrica (en forma de triángulo con dos "patitas" verticales rectas con A en el centro): Ángulo de 109°.

Un doble o triple enlace se cuenta únicamente como un solo par de electrones para determinar la GM.
Si no hay pares de electrones solitarios, la GM = GE.
Si hay pares de electrones solitarios (o no enlazados con ningún átomo), los ángulos de la GE se van achicando respecto al modelo y GM ≠ GE.

Geometría Electrónica (GE)

La disposición de los pares de electrones alrededor del átomo central (A) de una molécula ABx es la geometría de sus pares de electrones.
Se clasifica también en lineal, trigonal plana y tetraédrica, pero dependiendo de si las uniones del átomo son polares o no, se marcan con una flecha (vector) apuntando hacia el átomo más electronegativo.

TREPEV (Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia)

Se realiza la estructura de Lewis de los elementos (contando electrones de valencia y electrones compartidos).
Se cuentan las nubes de electrones (pares de electrones solitarios o electrones enlazados entre átomos) en torno al átomo central.
Se identifica la forma geométrica más estable para colocar las nubes de electrones y evitar la repulsión electrónica.
Se aplica la forma geométrica y se colocan los átomos secundarios (Bx) en torno al átomo central (A) (GM).
Se identifica la geometría electrónica (GE).

Fuerzas Intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares son mucho más débiles que los enlaces iónicos o covalentes.
La intensidad de las atracciones intermoleculares disminuye al aumentar la distancia entre las moléculas (no son importantes si es un gas, pero sí si es un líquido o sólido).

Tipos de Geometría Molecular y Electrónica

1. Geometría Lineal

Átomos Unidos: 2
Núcleos: 1
Nubes de electrones sin compartir: 0
GE = GM

2. Geometría Trigonal Plana

Átomos Unidos: 3
Núcleos: 1
Nubes de electrones sin compartir: 0
GE = GM

3. Geometría Trigonal Angular

Átomos Unidos: 2
Núcleos: 1
Nubes de electrones sin compartir: 1
GE ≠ GM

4. Geometría Tetraédrica

Átomos Unidos: 4
Núcleos: 1
Nubes de electrones sin compartir: 0
GE = GM

5. Geometría Tetraédrica Piramidal

Átomos Unidos: 3
Núcleos: 1
Nubes de electrones sin compartir: 1
GE ≠ GM

6. Geometría Tetraédrica Angular

Átomos Unidos: 2
Núcleos: 1
Nubes de electrones sin compartir: 2
GE ≠ GM

Polaridad en una Unión Covalente

Electronegatividad (δ): Capacidad que tiene un átomo de atraer electrones en un enlace. Se busca en la tabla periódica para cada elemento.

∆δ = δ del átomo 1 - δ del átomo 2

Si ∆δ es de 0 a 0,40: Unión covalente no polar
- Los electrones se mantienen en el medio de los dos átomos de la unión.
Si ∆δ es de 0,41 a 1,69: Unión covalente polar
- Los electrones tienden a ir más hacia el lado del átomo con mayor δ.
Si ∆δ es mayor a 1,7: Unión iónica.

Polaridad en una Molécula de Uniones Covalentes

Si todas las uniones dentro de una molécula son no polares, la molécula es no polar (μ = 0 o momento dipolar = 0).
La molécula es no polar o polar dependiendo de si los momentos dipolares de las uniones dentro de la molécula se contrarrestan o cancelan (μ = 0 / no polar) o se suman (μ ≠ 0 / polar).