Estructuras de Lewis, resonancia y carga formal
La fórmula $\mathrm{CO_2}$ dice qué átomos hay, pero no cómo se reparten los electrones entre ellos. En el laboratorio, cuando el docente te pide «el Lewis» de una molécula, te está pidiendo un mapa: puntos y rayas que, bien construidos, predicen enlaces, pares solitarios y hasta el comportamiento de la especie. Al final de la página vas a poder armar ese mapa para el agua, el amoníaco, el $\mathrm{CO_2}$, el ion carbonato y más.
Electrones de valencia y octeto
Los gases nobles casi no forman compuestos, mientras que los demás elementos ganan, pierden o comparten electrones hasta parecerse a ellos. Lo que buscan es completar su capa de valencia.
Considerá las moléculas neutras de agua ($\mathrm{H_2O}$) y amoníaco ($\mathrm{NH_3}$). Datos: números atómicos $Z(\mathrm{H}) = 1$, $Z(\mathrm{N}) = 7$,…
Considerá las moléculas neutras de agua ($\mathrm{H_2O}$) y amoníaco ($\mathrm{NH_3}$). Datos: números atómicos $Z(\mathrm{H}) = 1$, $Z(\mathrm{N}) = 7$, $Z(\mathrm{O}) = 8$.
- a) Determiná el número total de electrones de valencia presentes en cada molécula y representá sus diagramas de Lewis correspondientes.
- b) Indicá razonadamente cuántos pares de electrones enlazantes y cuántos pares no enlazantes (solitarios) posee el átomo central en cada una de ellas, justificando si se cumplen las reglas del octeto y del dueto.
Cómo construir una estructura de Lewis
La molécula de dióxido de carbono ($\mathrm{CO_2}$) desempeña un papel esencial en el equilibrio climático y en la respiración celular. Datos: números atómicos…
La molécula de dióxido de carbono ($\mathrm{CO_2}$) desempeña un papel esencial en el equilibrio climático y en la respiración celular. Datos: números atómicos $Z(\mathrm{C}) = 6$, $Z(\mathrm{O}) = 8$.
- a) Escribí las configuraciones electrónicas de la capa de valencia para el carbono y el oxígeno, deduciendo el número total de electrones que deben distribuirse en la estructura de Lewis del $\mathrm{CO_2}$.
- b) Dibujá la estructura de Lewis del $\mathrm{CO_2}$ situando el carbono como átomo central, especificá el orden de los enlaces carbono-oxígeno y comprobá si todos los átomos satisfacen la regla del octeto.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Carga formal
Para el ion tiocianato ($\mathrm{SCN^-}$) se pueden dibujar varias estructuras de Lewis donde todos los átomos cumplen el octeto. ¿Cómo elegimos la que mejor describe la especie real?
El catión amonio ($\mathrm{NH_4^+}$) se forma cuando el amoníaco neutro reacciona con un ion hidrógeno ($\mathrm{H^+}$). Datos: números atómicos $Z(\mathrm{H}) = 1$,…
El catión amonio ($\mathrm{NH_4^+}$) se forma cuando el amoníaco neutro reacciona con un ion hidrógeno ($\mathrm{H^+}$). Datos: números atómicos $Z(\mathrm{H}) = 1$, $Z(\mathrm{N}) = 7$.
- a) Dibujá la estructura de Lewis del catión $\mathrm{NH_4^+}$, identificá el tipo de enlace mediante el cual se incorpora el protón adicional y justificá si los cuatro enlaces $\mathrm{N\text{--}H}$ en el catión resultante son indistinguibles.
- b) Calculá la carga formal del átomo de nitrógeno y de cada átomo de hidrógeno en el ion $\mathrm{NH_4^+}$, comparándola con la carga formal que presenta el nitrógeno en la molécula de $\mathrm{NH_3}$.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Resonancia e híbrido de resonancia
En disolución acuosa, los carbonatos solubles liberan el anión poliatómico $\mathrm{CO_3^{2-}}$. Datos: números atómicos $Z(\mathrm{C}) = 6$, $Z(\mathrm{O}) = 8$. En el…
En disolución acuosa, los carbonatos solubles liberan el anión poliatómico $\mathrm{CO_3^{2-}}$. Datos: números atómicos $Z(\mathrm{C}) = 6$, $Z(\mathrm{O}) = 8$. En el siguiente diagrama se muestra el esqueleto nuclear básico de dicha especie:
a) Completá en papel la estructura de Lewis para el ion $\mathrm{CO_3^{2-}}$ distribuyendo los $24$ electrones de valencia totales y dibujá las tres estructuras resonantes equivalentes.
- b) Calculá la carga formal de cada átomo en una de las estructuras resonantes y explicá brevemente por qué la resonancia no consiste en una oscilación física real entre enlaces simples y dobles.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Excepciones al octeto y enlace dativo
El trifluoruro de boro ($\mathrm{BF_3}$) es una molécula neutra y estable, con tres enlaces idénticos, aunque el boro reúne solo seis electrones. ¿Cómo puede existir un compuesto estable sin octeto completo? Su boro tiene un orbital vacío, y eso permite el enlace dativo.
Volvé al principio: el $\mathrm{CO_2}$ se explica con dos dobles enlaces que dan octeto a los tres átomos, y el carbonato con tres estructuras resonantes que se combinan en un híbrido.
El trifluoruro de boro ($\mathrm{BF_3}$) es un reactivo gaseoso empleado frecuentemente como catalizador en síntesis orgánica. Datos: números atómicos…
El trifluoruro de boro ($\mathrm{BF_3}$) es un reactivo gaseoso empleado frecuentemente como catalizador en síntesis orgánica. Datos: números atómicos $Z(\mathrm{B}) = 5$, $Z(\mathrm{F}) = 9$.
- a) Dibujá la estructura de Lewis del $\mathrm{BF_3}$ en la que los tres átomos de flúor forman enlaces simples con el átomo de boro central y completan sus respectivos octetos.
- b) Justificá por qué el átomo central de boro constituye una excepción a la regla del octeto (hipovalencia) e indicá el número de pares enlazantes y no enlazantes que posee dicho átomo.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.