Ejercicio resuelto de Química · 2021

i) Describa la hibridación del átomo central de las moléculas citadas a continuación y represente su geometría: $\text{NH}_3$, $\text{C}_2\text{H}_2$ y $\text{C}_2\text{H}_4$. [1,50 puntos]

ii) Justifique si alguna de estas moléculas presenta momento dipolar y señale si en alguna de ellas hay enlaces de tipo $\pi$. [0,50 puntos]

Datos: Números atómicos: Hidrógeno, $Z = 1$; Carbono, $Z = 6$; Nitrógeno, $Z = 7$.

$\textbf{i) Describa la hibridación del átomo central de las moléculas citadas a continuación y represente su geometría: NH₃, C₂H₂ y C₂H₄. [1,50 puntos]}$

La hibridación la marca el número de zonas de electrones que rodean al átomo central: cada enlace, sea simple, doble o triple, cuenta como una, y cada par no enlazante también.

$\mathrm{NH_3}$: el nitrógeno ($1s^2\,2s^2\,2p^3$) tiene tres pares enlazantes y uno libre, cuatro zonas en total. Hibridación $sp^3$: los cuatro híbridos apuntan a los vértices de un tetraedro, pero la geometría molecular, que solo mira los átomos, es una $\textbf{pirámide trigonal}$ de unos 107°.

$\mathrm{C_2H_2}$: cada carbono se une a un hidrógeno y al otro carbono, solo dos zonas. Hibridación $sp$ y geometría $\textbf{lineal}$, con 180°.

$\mathrm{C_2H_4}$: cada carbono tiene tres zonas, dos enlaces C–H y el doble enlace. Hibridación $sp^2$ y geometría $\textbf{trigonal plana}$, con ángulos próximos a 120°.



$\textbf{ii) Justifique si alguna de estas moléculas presenta momento dipolar y señale si en alguna de ellas hay enlaces de tipo π. [0,50 puntos]}$

Para que una molécula tenga momento dipolar hacen falta enlaces polares y una geometría que no los cancele.

En el etino y el eteno los enlaces C–H son poco polares y, además, la simetría —lineal en uno, plana en el otro— hace que los momentos se anulen: las dos son $\textbf{apolares}$.

En el amoniaco los enlaces N–H sí son claramente polares, y la geometría piramidal no permite que se cancelen: la resultante apunta en la dirección del par no enlazante. Es la única de las tres que $\textbf{tiene momento dipolar}$.

En cuanto a los enlaces $\pi$, los hay en las dos moléculas insaturadas: uno en el eteno, el del doble enlace, y $\textbf{dos}$ en el etino, los del triple. El amoniaco solo tiene enlaces $\sigma$.