Ejercicio resuelto de Estructura de Lewis · Química · 2025

Dadas las moléculas ${\text{BF}}_3$ y ${\text{PF}}_3$:

a) [1 punto] Represente las estructuras de Lewis de cada una de ellas.

b) [1 punto] Razone la geometría molecular de cada una de las sustancias a partir de la teoría RPECV.

c) [0,5 puntos] Justifique su polaridad.

Datos: números atómicos: B $(Z=5)$, F $(Z=9)$ y P $(Z=15)$.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}\mathbf{\text{Represente}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Lewis}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellas.}}$

Escribimos primero las configuraciones electrónicas para contar los electrones de valencia de cada átomo central.

$\mathrm{B}(Z=5):1s^{2}2s^{2}2p^1\Rightarrow 3\text{ electrones de valencia}$

$\mathrm{P}(Z=15):1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^3\Rightarrow 5\text{ electrones de valencia}$

$\mathrm{F}(Z=9):1s^{2}2s^{2}2p^5\Rightarrow 7\text{ electrones de valencia}$

El boro forma tres enlaces y agota sus tres electrones, así que se queda con solo seis electrones a su alrededor: es una de las excepciones a la regla del octeto. El fósforo forma también tres enlaces, pero le sobra un par de electrones sin compartir.



$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{geometr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{molecular}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{sustancias}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{partir}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{teor}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{RPECV.}}$

La teoría de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia dice que los pares de electrones que rodean al átomo central se separan lo máximo posible.

En el $\mathrm{B}{\mathrm{F}}_3$ hay tres pares enlazantes y ninguno solitario, del tipo $\mathrm{A}{\mathrm{X}}_3$: se reparten en un plano a 120° y la molécula es triangular plana.

En el $\mathrm{P}{\mathrm{F}}_3$ hay cuatro pares alrededor del fósforo, tres enlazantes y uno solitario, del tipo $\mathrm{A}{\mathrm{X}}_3\mathrm{E}$: la disposición de partida es tetraédrica, pero como el par solitario no se ve, la geometría molecular es una pirámide trigonal. Además el par solitario repele más que los enlazantes, de modo que el ángulo $\mathrm{F}-\mathrm{P}-\mathrm{F}$ queda algo por debajo de los 109,5° del tetraedro.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{polaridad.}}$

Los enlaces son polares en los dos casos, porque el flúor es el elemento más electronegativo y atrae hacia sí la densidad electrónica. Lo que decide la polaridad de la molécula es si esos momentos dipolares se anulan entre sí.

En el $\mathrm{B}{\mathrm{F}}_3$ los tres dipolos son iguales y están a 120° en el mismo plano: su suma vectorial es nula y la molécula es apolar.

En el $\mathrm{P}{\mathrm{F}}_3$ la geometría piramidal impide esa cancelación, y además el par solitario del fósforo aporta su propio momento dipolar: los vectores se suman y la molécula es polar.