Propiedades del boro: radio atómico, enlace y geometría molecular

El elemento boro pertenece al periodo 3 y la familia 1. Esto se conoce por la configuración electrónica, fijándonos en sus electrones de valencia (3s). El 3 nos indica que sus electrones de valencia están en el tercer nivel y la s nos indica en qué orbital se encuentra dicho electrón. Los orbitales s corresponden a las familias 1 y 2, por lo que este solo tiene 1 electrón de valencia. Su ion más estable es el B³⁺, ya que para obtener una configuración electrónica tipo gas noble y conseguir así mayor estabilidad, necesita perder un electrón.

Tamaño y Radio Atómico

Tamaño: A^2- tendrá mayor tamaño debido a que al añadir dos electrones, los electrones sienten mayor repulsión, por lo que la repulsión con el núcleo disminuye. Radio atómico: B es mayor que C, ya que al estar ambos en el mismo periodo, tenemos en cuenta la carga nuclear efectiva (Z). Como C tiene mayor Z, los electrones serán atraídos con más fuerza, provocando una contracción del núcleo. A es mayor que B y C, ya que se encuentra en un nivel inferior y sus electrones se encuentran más cerca del núcleo.

Energía de Ionización

El elemento que menor energía de ionización requiere es el B, ya que sus electrones están más alejados del núcleo, por lo que la fuerza de atracción núcleo-electrón es menor. Entre menor sea la fuerza de atracción, más fácil será arrancar un electrón.

Enlace Iónico

Se trata de un metal y un no metal, por lo que se necesitan 2 átomos de B para formar un ion positivo cediendo electrones a C, y C formará un ion negativo obteniendo electrones del B. La fórmula resultante es Na₂S.

Isoelectrónicos

Son isoelectrónicos porque al tener el mismo número de electrones, tienen la misma configuración electrónica.

Diagrama de Lewis y Geometría Molecular

Según el diagrama de Lewis, el átomo central P tiene 4 pares de electrones: 3 pares enlazantes y 1 no enlazante. Según la teoría de repulsión de pares de electrones de valencia (TREP), estas nubes electrónicas se colocarán lo más alejadas posible entre sí para minimizar las repulsiones entre ellas (mínima energía). Por lo que los pares electrónicos se dirigirán hacia los vértices de un tetraedro. Sin embargo, al existir un par de electrones no enlazantes, la repulsión entre los pares no enlazantes y los enlazantes es mayor que entre pares enlazantes.

Geometría Resultante

Por ese motivo, la geometría resultante de la molécula es pirámide trigonal. Los elementos P y H tienen diferente electronegatividad; P es más electronegativo que H, por lo que los 3 enlaces formados son polares. Como la molécula tiene geometría de pirámide trigonal y no es simétrica debido a la existencia de un par de electrones no enlazantes en el P, los momentos dipolares no se anulan vectorialmente, por lo que la molécula es polar.

Interacciones Moleculares

En el H₂O, las moléculas están unidas por puentes de hidrógeno, ya que el H está unido al O, que es mucho más electronegativo que H, con pares de electrones libres y no de gran tamaño. En cambio, el H₂S tiene una electronegatividad parecida y un tamaño grande que no facilita el enlace de H. Por tanto, para que el H₂S pase a gas, hay que vencer el enlace de H y necesita más energía.