Ejercicio resuelto de Geometría molecular · Química · 2025

Sean las moléculas ${\text{NH}}_3$, ${\text{BeH}}_2$, ${\text{CH}}_3\text{Cl}$, ${\text{BF}}_3$.

a) Escriba las estructuras de Lewis de las moléculas. [0,5 puntos]

b) Indique qué tipo de hibridación presenta el átomo central de las moléculas. [0,5 puntos]

c) Deduzca la geometría de las moléculas según la TRPECV. [0,5 puntos]

d) Razone si las moléculas son polares o apolares. [0,5 puntos]

e) Indique cuál o cuáles pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua. Razone la respuesta. [0,5 puntos]

Datos: número atómico (Z): N = 7; H = 1; Be = 4; B = 5; C = 6; F = 9; Cl = 17.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Lewis}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Con los electrones de valencia de cada átomo —N: 5; H: 1; Be: 2; C: 4; B: 3; F: 7; Cl: 7— se reparten los pares hasta completar el octeto, salvo en el berilio y el boro, que son excepciones y se quedan con cuatro y seis electrones respectivamente.


























$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{hibridaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{presenta}}\mathbf{\text{el}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomo}}\mathbf{\text{central}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La hibridación viene dada por el número de pares de electrones que rodean al átomo central, enlazantes y no enlazantes.

$\text{Mol}\acute{\text{e}}\text{cula}$	$\text{Pares enlazantes}$	$\text{Pares libres}$	$\text{Hibridaci}\acute{\text{o}}\text{n}$ ${\text{NH}}_3$	3	1	$s{p}^3$ ${\text{BeH}}_2$	2	0	$sp$ ${\text{CH}}_3\text{Cl}$	4	0	$s{p}^3$ ${\text{BF}}_3$	3	0	$s{p}^2$

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Deduzca}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{geometr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{seg}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{TRPECV.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Los pares de electrones se disponen lo más separados posible, y la geometría de la molécula la definen únicamente las posiciones de los átomos.

El ${\text{NH}}_3$ tiene cuatro pares en disposición tetraédrica, pero uno es libre: la molécula es piramidal trigonal, con ángulos de unos 107°.

El ${\text{BeH}}_2$, con solo dos pares, es lineal, con un ángulo de 180°.

El ${\text{CH}}_3\text{Cl}$ tiene cuatro pares enlazantes: es tetraédrico.

El ${\text{BF}}_3$, con tres pares enlazantes en un plano, es trigonal plano, con ángulos de 120°.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{polares}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{apolares.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Una molécula es polar cuando la suma vectorial de los momentos dipolares de sus enlaces no se anula, lo que depende de la polaridad de los enlaces y de la simetría de la geometría.

El ${\text{NH}}_3$ es polar: los tres dipolos N-H apuntan hacia el mismo lado de la pirámide y se refuerzan con el par libre.

El ${\text{BeH}}_2$ es apolar: los dos dipolos son iguales y opuestos y se anulan por ser la molécula lineal.

El ${\text{CH}}_3\text{Cl}$ es polar: el enlace C-Cl es mucho más polar que los C-H y rompe la simetría del tetraedro.

El ${\text{BF}}_3$ es apolar: los tres dipolos B-F, iguales y a 120° en un plano, suman cero.

$\mathbf{\text{e)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{formar}}\mathbf{\text{enlaces}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{hidr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{geno}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{agua.}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Para que haya enlace de hidrógeno hace falta un hidrógeno unido a flúor, oxígeno o nitrógeno y un par libre en el átomo que lo acepta.

El ${\text{NH}}_3$ cumple las dos condiciones: sus hidrógenos están unidos a nitrógeno y su par libre puede aceptar el hidrógeno de una molécula de agua. Por eso el amoniaco es muy soluble en agua.

En las otras tres los hidrógenos están unidos a berilio o a carbono, y el ${\text{BF}}_3$ ni siquiera tiene hidrógenos, así que ninguna forma enlaces de hidrógeno con el agua.