Fundamentos de Estructura Molecular y Números Cuánticos

Todos los ácidos son polares, ya que hay una diferencia de electronegatividad.

Estructura Molecular y Polaridad

H₂O

Según la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (TRPEV), el oxígeno, al estar rodeado de 4 pares de electrones, tiene una estructura tetraédrica. Es polar, ya que aparece un vector de polaridad que va desde el O al H y no se anulan al estar solo en 2 de sus vértices. Tiene puentes de hidrógeno, ya que es líquida.

BeCl₂

La TRPEV indica que, al estar rodeado el Be por 2 pares de electrones, su estructura es plana lineal. Cl-Be-Cl (octeto reducido). Basándome en su estructura, observo que aparecen 2 vectores de polaridad iguales que van desde el más negativo al más positivo, del Cl al Be. Al estar en oposición y ser ambos vectores de polaridad iguales, se anulan; luego, este compuesto es apolar.

BF₃

Observo que el B está rodeado de 3 pares de electrones (octeto reducido); luego, según la TRPEV, tiene una estructura plana trigonal. Basándome en su estructura, observo que aparecen 3 vectores de polaridad iguales que van desde el más negativo (F) al más positivo (B). Al estar en oposición, es apolar.

H₂S

Se representa como el H₂O. El S está rodeado de 4 pares de electrones: 6 suyos y 2 de los H. La TRPEV diría que su estructura es tetraédrica. Tiene 4 orbitales puros que dan lugar a un orbital híbrido sp³.

CCl₄

El C tiene 4 electrones propios que comparte con 4 Cl, de forma que esos 4 Cl comparten 4 electrones, con el objetivo de que todos completen su octeto de valencia. El C es el átomo central, está rodeado de 4 pares de electrones. Según su TRPEV, afirmo que su estructura es tetraédrica. Según Lewis y la teoría de hibridación, el CCl₄ tiene 4 orbitales puros (1s y 3p) dando lugar a un orbital híbrido sp³ y, por tanto, su estructura es tetraédrica. Según la polaridad, se sabe que es apolar, ya que los vectores de polaridad, al ser iguales y opuestos, se anulan.

PF₅

El P está rodeado de 10 electrones: 5 suyos y 5 compartidos por los 5 F. Forman un octeto ampliado al estar rodeado de 5 pares de electrones. Lo puede formar, ya que tiene niveles d para desaparear electrones. Su estructura según Lewis es bipirámide trigonal. Respecto a la polaridad, aparecen 5 vectores de polaridad iguales y opuestos, que van de los F al P, del más negativo al más positivo. Como son iguales y se oponen, es apolar.

BeF₂

F-Be-F. Observo que el Be está rodeado de 4 electrones de valencia (2 suyos y 2 que comparten los 2 F), formando un octeto reducido. Basándome en esto, según la TRPEV, su estructura es plana lineal. La teoría de hibridación confirma su estructura plana lineal al hibridar 2 orbitales puros, dando un orbital sp. Respecto a la polaridad, aparecen 2 vectores de polaridad opuestos e iguales, que van del F al Be, por lo que es apolar.

Números Cuánticos

Son 4 dígitos que nos van a identificar los orbitales y electrones de cada átomo.

• N (Principal): Indica la capa en la que se encuentra el electrón (1-7).
• L (Azimutal o del momento angular): Indica el subnivel en el que se encuentra el electrón. Va de 0 a n-1.
  • l = 0: subnivel s
  • l = 1: subnivel p
  • l = 2: subnivel d
  • l = 3: subnivel f
• M (Magnético): Indica la orientación del orbital en el espacio. Va de -l a +l.
• S (Spin): Indica el giro del electrón sobre sí mismo (+½ o -½).

Los 4 números cuánticos describen un electrón. Si solo se mencionan N, L, y M, se describe un orbital.

Principio de Exclusión de Pauli

Ningún electrón en un átomo puede tener los cuatro números cuánticos iguales a los de otro electrón; al menos uno debe ser distinto.

• M no puede ser mayor que L.
• L no puede ser igual o mayor que N.

Capacidad de Electrones por Subnivel

• Subnivel s: 2 electrones
• Subnivel p: 6 electrones
• Subnivel d: 10 electrones
• Subnivel f: 14 electrones

Propiedades Generales

Los elementos que tienden a ceder electrones son metales; los que tienden a aceptar electrones son no metales.