Geometría molecular y ángulos de enlace
Conceptos básicos
En este tutorial aprenderás a identificar la geometría molecular y los ángulos de enlace de una molécula. Conocerás las geometrías moleculares más comunes: tetraédrica, lineal, curvada, trigonal piramidal y trigonal plana, junto con sus ángulos de enlace.
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Tratados en otros artículos
- Enlaces moleculares
- Estructuras de Lewis
Vocabulario
- Geometría de los electrones: Describe la disposición de los enlaces y pares solitarios alrededor de un átomo central.
- Geometría molecular: Describe la disposición de los átomos en torno al átomo central teniendo en cuenta únicamente los electrones de enlace.
- Hibridación: Los orbitales se combinan para repartir los electrones.
- Ángulos de enlace: Ángulo entre enlaces adyacentes de un átomo.
¿Qué es la geometría molecular?
La geometría molecular se refiere a la estructura tridimensional, o disposición, de los átomos que componen una molécula. Viene determinada por los enlaces entre los átomos y los pares solitarios de electrones presentes en la molécula. La geometría de una molécula puede influir mucho en sus propiedades químicas y físicas, como su reactividad y solubilidad.
Por ejemplo, la forma de una molécula de agua (H2O) es curvada, lo que le confiere una elevada tensión superficial y le permite disolver muchas otras sustancias. La geometría molecular suele estudiarse mediante el modelo VSEPR (valence shell electron pair repulsion), que predice la forma de una molécula basándose en la repulsión entre los electrones de la capa más externa de los átomos.
Los químicos son capaces de predecir la disposición de los átomos y los enlaces químicos utilizando la teoría de la repulsión de los pares de electrones de la envoltura de valencia o VSEPR, por sus siglas en inglés.
Tipos de configuraciones y ángulos
Existen tres tipos principales de configuraciones: lineal, trigonal y tetraédrica. A continuación se muestra una tabla que muestra la relación entre el número de enlaces y estas configuraciones.
| Configuration | Bonding Attachments | Bond Angle |
| Linear | 2 | 180 |
| Trigonal | 3 | 120 |
| Tetrahedral | 4 | 109.5 |
Determinación de la geometría molecular y los ángulos de enlace
Para determinar la geometría molecular de una estructura necesitamos saber dos cosas. En primer lugar, debemos saber cuántas uniones hay en total. Además, necesitamos saber cuántas de estas uniones son enlaces y pares solitarios. Observa en la siguiente tabla cómo si no hay pares solitarios, la geometría molecular y la geometría electrónica serán iguales.
En la tabla siguiente, verá la coordinación entre el número y el tipo de uniones en relación con los ángulos de enlace. En su mayor parte, habrá que memorizar esta información.
| Attachments | Molecular Geometry | Electron Geometry | Hybridization | Bond Angles |
| 2 | linear | linear | sp | 180 |
| 3 | trigonal planar | trigonal planar | sp2 | 120 |
| 3 (2 bonds and 1 lone pair) | bent | trigonal planar | sp2 | about 118 |
| 4 | tetrahedral | tetrahedral | sp3 | 109.5 |
| 4 (3 bonds and 1 lone pair) | trigonal pyramidal | tetrahedral | sp3 | <109.5 |
| 4 (2 bonds and 2 lone pairs) | bent | tetrahedral | sp3 | about 105 |
Ejemplo de práctica:
¿Cuál es la geometría molecular y el ángulo de enlace del agua (H2O)?
La respuesta es que la geometría molecular del agua estaría doblada. Observe que hay 4 uniones, o grupos de electrones que rodean al oxígeno. Esto haría que la geometría de electrones fuera tetraédrica. Sin embargo, ésta no es la geometría molecular. Dos de estas uniones son enlaces y los otros dos son pares solitarios. Por lo tanto, la geometría molecular resultante es una geometría curvada. Ahora que conocemos la geometría molecular, podemos determinar que el ángulo de enlace es de unos 105 grados a partir de nuestra tabla.
¿Cuál es la geometría molecular del BF3, trifluoruro de boro?
Si dibujamos la estructura de punto electrónico para el BF3, trifluoruro de boro, observaremos que hay tres puntos de unión y 3 enlaces al átomo central, el boro. Basándonos en el gráfico, la geometría molecular para el BF3 sería trigonal plana, con un ángulo de 120 grados entre los enlaces.