Objetivos de aprendizaje
- Comprender los conceptos centrales y conectarlos con modelos microscópicos.
- Usar fórmulas y ecuaciones con unidades y condiciones de validez.
- Resolver ejemplos representativos del tema.
- Reconocer errores frecuentes y justificar respuestas con lenguaje químico.
Teoría VSEPR
VSEPR predice geometría molecular considerando la repulsión entre dominios electrónicos alrededor de un átomo central. Un dominio puede ser un enlace simple, doble, triple o un par libre. Los dominios se orientan para minimizar repulsiones.
| Dominios | Geometría electrónica | Ejemplo |
|---|---|---|
| 2 | Lineal | CO₂ |
| 3 | Trigonal plana | BF₃ |
| 4 | Tetraédrica | CH₄ |
| 5 | Bipiramidal trigonal | PCl₅ |
| 6 | Octaédrica | SF₆ |
Pares libres, ángulos y geometría molecular
La geometría electrónica considera todos los dominios; la geometría molecular describe solo posiciones de átomos. En $NH_3$, hay cuatro dominios: tres enlaces y un par libre. La geometría electrónica es tetraédrica, pero la molecular es piramidal trigonal.
Los pares libres repelen más que pares enlazantes y comprimen ángulos. Por eso el ángulo H-O-H en agua es menor que 109,5°.
Polaridad molecular
Una molécula puede tener enlaces polares y ser globalmente no polar si los dipolos se cancelan por simetría. $CO_2$ es lineal y no polar; $H_2O$ es angular y polar.
La polaridad influye en solubilidad, punto de ebullición, interacciones intermoleculares y comportamiento en campos eléctricos.
Hibridación, sigma y pi
La hibridación combina orbitales atómicos para generar orbitales orientados según la geometría. $sp$ se asocia a geometría lineal, $sp^2$ a trigonal plana y $sp^3$ a tetraédrica.
Un enlace sigma se forma por solapamiento frontal. Un enlace pi se forma por solapamiento lateral de orbitales p. Un doble enlace contiene un sigma y un pi; un triple enlace contiene un sigma y dos pi.
Orbitales moleculares iniciales
La teoría de orbitales moleculares describe electrones distribuidos en toda la molécula. Al combinar orbitales atómicos se forman orbitales enlazantes y antienlazantes. El orden de enlace estima estabilidad:
Este modelo explica, entre otras cosas, el magnetismo de $O_2$, difícil de justificar con Lewis simple.
Recursos interactivos
Enlaces químicos
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Abrir CalculasAutoevaluación y uso docente
Consignas para estudiar, preparar clase o discutir en grupo.
- Predecir geometría molecular con VSEPR.
- Decidir polaridad molecular desde enlaces y forma.
- Asignar hibridación en átomos centrales simples.
- Distinguir enlaces sigma y pi.
Para clase
Una secuencia efectiva es partir de una observación macroscópica, proponer un modelo microscópico, formalizar con ecuaciones o representaciones, resolver un ejemplo y cerrar con una pregunta de transferencia.
Fuentes de referencia
- Química, Raymond Chang y Kenneth A. Goldsby, capítulos sobre termoquímica, estructura electrónica, periodicidad, enlace, gases y estados condensados.
- Química: La ciencia central, Brown, LeMay, Bursten y colaboradores, capítulos de termoquímica, enlace químico, geometría molecular y estados de la materia.
- Química General, McMurry y Fay, capítulos sobre energía, estructura electrónica, enlace, líquidos, sólidos y gases.
- Química 2e, OpenStax, unidades de termodinámica química, estructura atómica, enlace, fases y gases.