Ejercicio resuelto de Geometría molecular · Química · 2022

Dadas las especies químicas $\text{H}_2\text{S}$ y $\text{PCl}_3$:

a) Represente la estructura de Lewis de cada molécula. [0,5 puntos]

b) Justifique la geometría de cada molécula según la TRPECV. [0,5 puntos]

c) Indique la hibridación que presenta el átomo central de cada una de las especies. [0,5 puntos]

$\textbf{a) Represente la estructura de Lewis de cada molécula. [0,5 puntos]}$

En cada caso se cuentan los electrones de valencia disponibles y se reparten formando enlaces hasta completar los octetos.

$\mathrm{H_2S}$: el azufre aporta 6 electrones y cada hidrógeno 1, en total 8. El azufre forma dos enlaces simples y le sobran $\textbf{dos pares no enlazantes}$; el hidrógeno se conforma con dos electrones.



$\mathrm{PCl_3}$: el fósforo aporta 5 y cada cloro 7, en total 26. El fósforo forma tres enlaces simples y le queda $\textbf{un par no enlazante}$; cada cloro conserva tres.



$\textbf{b) Justifique la geometría de cada molécula según la TRPECV. [0,5 puntos]}$

La teoría dice que todos los pares que rodean al átomo central, enlazantes o no, se separan lo más posible entre sí, y que los no enlazantes ocupan más espacio porque solo los sujeta un núcleo.

$\mathrm{H_2S}$: cuatro zonas alrededor del azufre, dos de enlace y dos libres. Los pares se disponen en tetraedro, pero como solo dos llevan átomo la geometría molecular es angular, con un ángulo bastante menor de 109,5° (unos 92° en la realidad).

$\mathrm{PCl_3}$: también cuatro zonas, pero ahora tres de enlace y una libre. La disposición sigue siendo tetraédrica y la geometría molecular es una pirámide trigonal.

$\textbf{c) Indique la hibridación que presenta el átomo central de cada una de las especies. [0,5 puntos]}$

La hibridación se lee del número total de zonas electrónicas, contando también los pares libres. En las dos moléculas hay cuatro:

$\mathrm{H_2S}$: cuatro zonas $\Rightarrow$ hibridación $sp^3$.

$\mathrm{PCl_3}$: cuatro zonas $\Rightarrow$ hibridación $sp^3$.

Coinciden en la hibridación y difieren en la geometría molecular, porque lo primero depende de cuántas zonas hay y lo segundo, de cuántas de ellas llevan átomo.