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]

$\textbf{a) Determine razonadamente su geometría molecular mediante TRPEV. [0,5 puntos]}$

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

$\mathrm{NH_3}$: 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°.

$\mathrm{BeCl_2}$: 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°.

$\textbf{b) Indique la hibridación que presenta el átomo central. [0,5 puntos]}$

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

$\mathrm{NH_3}$: cuatro zonas $\Rightarrow$ hibridación $sp^3$.

$\mathrm{BeCl_2}$: dos zonas $\Rightarrow$ hibridación $sp$, con los dos híbridos apuntando en direcciones opuestas.

$\textbf{c) Razone si esas moléculas son polares. [0,5 puntos]}$

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.

$\mathrm{NH_3}$: 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 $\textbf{polar}$, y bastante: por eso el amoníaco es tan soluble en agua.

$\mathrm{BeCl_2}$: los dos dipolos son iguales y apuntan en direcciones opuestas sobre la misma recta, así que se anulan exactamente. La molécula es $\textbf{apolar}$.

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