Ejercicio resuelto de Geometría molecular · Química · 2026

BLOQUE E (Consta de dos problemas, debes responder a 1 de ellos)
E1. Se dispone de las siguientes moléculas: $\mathrm{NF_3}$, $\mathrm{BF_3}$ y $\mathrm{SiF_4}$.

a) Dibujar las estructuras de Lewis de las tres moléculas. (0,75)
b) Determinar la geometría molecular de cada compuesto aplicando la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (RPECV) e indicar, en cada caso, el ángulo de enlace aproximado. (0,75)
c) Justificar cuál de las tres moléculas es polar. (0,50)

Datos: números atómicos B (Z = 5), N (Z = 7), F (Z = 9), Si (Z = 14).

$\textbf{a) Dibujar las estructuras de Lewis de las tres moléculas. (0,75)}$

Se empieza por contar los electrones de valencia de cada átomo a partir de su configuración electrónica:

$\mathrm{B}\,(Z=5):\ 1s^2\,2s^2\,2p^1\Rightarrow3\ \text{electrones de valencia}$

$\mathrm{N}\,(Z=7):\ 1s^2\,2s^2\,2p^3\Rightarrow5\ \text{electrones de valencia}$

$\mathrm{F}\,(Z=9):\ 1s^2\,2s^2\,2p^5\Rightarrow7\ \text{electrones de valencia}$

$\mathrm{Si}\,(Z=14):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^2\Rightarrow4\ \text{electrones de valencia}$

El nitrógeno forma tres enlaces y le sobra un par no enlazante; el silicio forma cuatro enlaces y completa el octeto; el boro solo dispone de tres electrones, así que se queda con seis electrones alrededor y su octeto queda incompleto. Cada flúor completa el suyo con tres pares no enlazantes.



$\textbf{b) Determinar la geometría molecular de cada compuesto aplicando la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (RPECV) e indicar, en cada caso, el ángulo de enlace aproximado. (0,75)}$

La teoría RPECV supone que los pares de electrones de la capa de valencia del átomo central se colocan lo más lejos posible unos de otros, y que los pares no enlazantes ocupan más espacio que los enlazantes.

$\mathrm{NF_3}$: el nitrógeno tiene 3 pares enlazantes y 1 no enlazante, cuatro en total. La disposición electrónica es tetraédrica, pero la geometría molecular solo tiene en cuenta los átomos, así que es una pirámide trigonal. El par solitario comprime los enlaces y el ángulo baja de los $109{,}5^{\circ}$ teóricos a unos $107^{\circ}$.

$\mathrm{BF_3}$: el boro tiene 3 pares enlazantes y ninguno solitario. Los tres se separan al máximo en un plano y la molécula es trigonal plana, con ángulos de $120^{\circ}$.

$\mathrm{SiF_4}$: el silicio tiene 4 pares enlazantes y ninguno solitario, de modo que la geometría es tetraédrica, con ángulos de $109{,}5^{\circ}$.

$\textbf{c) Justificar cuál de las tres moléculas es polar. (0,50)}$

Los tres compuestos tienen enlaces polares, porque el flúor es el elemento más electronegativo y atrae hacia sí el par de enlace en los tres casos. Que la molécula sea polar o no depende de si esos dipolos de enlace se anulan entre sí, y eso lo decide la geometría.

En el $\mathrm{BF_3}$, trigonal plana, los tres dipolos son iguales y están a $120^{\circ}$: su suma vectorial es nula. Lo mismo ocurre en el $\mathrm{SiF_4}$, tetraédrico, por simetría.

$\mu_{total}(\mathrm{BF_3})=0,\qquad \mu_{total}(\mathrm{SiF_4})=0$

El $\mathrm{NF_3}$, en cambio, es una pirámide trigonal: los tres dipolos apuntan hacia el mismo lado de la molécula y no pueden cancelarse.

$\mu_{total}(\mathrm{NF_3})\ne0$

La única molécula polar de las tres es el $\mathrm{NF_3}$.