Ejercicio resuelto de Geometría molecular · Química · 2020

Para las moléculas ${\text{NH}}_3$ y ${\text{BeCl}}_2$:

a) Determine razonadamente su geometría molecular mediante TRPEV. [0,5 puntos]

b) Indique la hibridación que presenta el átomo central. [0,5 puntos]

c) Razone si esas moléculas son polares. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Determine}}\mathbf{\text{razonadamente}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{geometr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{molecular}}\mathbf{\text{mediante}}\mathbf{\text{TRPEV.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La teoría dice que todos los pares que rodean al átomo central, enlazantes o no, se colocan lo más lejos posible unos de otros.

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$: el nitrógeno tiene cinco electrones de valencia, gasta tres en los enlaces y le queda un par no enlazante. Cuatro zonas en total, dispuestas en tetraedro; como solo tres llevan átomo, la geometría molecular es una pirámide trigonal. El par libre ocupa más espacio y comprime el ángulo hasta unos 107°.

$\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$: el berilio tiene dos electrones de valencia y los usa los dos, sin que le quede ningún par libre (es otra excepción a la regla del octeto: se queda con solo cuatro electrones). Dos zonas, que se separan al máximo: geometría lineal, con un ángulo de 180°.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{hibridaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{presenta}}\mathbf{\text{el}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomo}}\mathbf{\text{central.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La hibridación se lee del número total de zonas electrónicas, contando también los pares libres.

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$: cuatro zonas $\Rightarrow$ hibridación $s{p}^3$.

$\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$: dos zonas $\Rightarrow$ hibridación $sp$, con los dos híbridos apuntando en direcciones opuestas.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{esas}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{polares.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

En las dos los enlaces son polares, porque el nitrógeno es más electronegativo que el hidrógeno y el cloro, mucho más que el berilio. Lo que decide es la geometría.

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$: la pirámide no es simétrica, así que los tres dipolos no se cancelan; además el par no enlazante suma su propia contribución en el mismo sentido. La molécula es $\mathbf{\text{polar}}$, y bastante: por eso el amoníaco es tan soluble en agua.

$\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$: los dos dipolos son iguales y apuntan en direcciones opuestas sobre la misma recta, así que se anulan exactamente. La molécula es $\mathbf{\text{apolar}}$.

Es el contraste clásico: enlaces polares en ambas, pero solo una molécula polar.