Fundamentos de Química: Geometría Molecular, Enlaces y Estructura Atómica

Geometría Molecular y Teoría VSEPR

La geometría molecular se determina por la disposición de los pares de electrones alrededor del átomo central:

• Geometría Lineal: BeCl₂. Dos pares de electrones enlazados.
• Geometría Triangular Plana: BF₃. Tres pares de electrones enlazados.
• Geometría Tetraédrica: CH₄. Cuatro pares de electrones enlazados.
• Geometría Tetraédrica y Piramidal Trigonal: NH₃. Cuatro pares de electrones totales (tres enlazados y uno libre).
• Geometría Tetraédrica y Angular: H₂O. Cuatro pares de electrones totales (dos pares enlazantes y dos libres).
• Geometría Bipiramidal Trigonal: PCl₅. Cinco pares de electrones enlazados.
• Geometría Octaédrica: SF₆. Seis pares de electrones enlazantes.

Excepciones en la Geometría Molecular

La geometría electrónica no coincide con la molecular cuando el átomo central tiene pares de electrones no enlazantes (pares libres).

Propiedades Fundamentales del Enlace Químico

• Energía de Enlace: Es la energía necesaria para romper los enlaces de 1 mol de cualquier sustancia.
• Longitud de Enlace: Distancia de equilibrio a la que se sitúan los átomos. Cuanto menor es la distancia de enlace, más fuerte será el enlace.
• Ángulo de Enlace: Es el ángulo que forman las líneas imaginarias que pasan por el centro de dos átomos enlazados. Se mide en grados.

Principios de Configuración Electrónica

• Proceso Aufbau

  Se conoce por este nombre al proceso de llenado de electrones en los distintos subniveles de un átomo. Los electrones se colocan en los subniveles por energía creciente.

• Principio de Exclusión de Pauli

  Dos electrones de un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales.

• Regla de Máxima Multiplicidad de Hund

  Los electrones que entran en orbitales degenerados (con igual energía) lo hacen ocupando el mayor número posible de ellos, de tal forma que los electrones se coloquen lo más desapareados posible.

Fenómenos y Modelos Atómicos Clave

Efecto Fotoeléctrico

Heinrich Hertz descubrió que cuando una luz incide sobre ciertas superficies metálicas, estas emiten electrones. Sus características principales son:

• La emisión de electrones solo se produce cuando se alcanza una frecuencia mínima, denominada frecuencia umbral.
• La velocidad de los electrones emitidos solo depende de la frecuencia de la radiación incidente y no de su intensidad.
• No existe un tiempo de retraso entre la radiación incidente y la emisión de electrones.

Modelo de Rutherford

Los postulados principales del modelo atómico de Rutherford son:

• La mayor parte de la masa y toda la carga positiva del átomo están concentradas en una región muy pequeña denominada núcleo.
• La magnitud de la carga positiva es diferente para cada átomo y es aproximadamente la mitad de la masa atómica del elemento.
• Fuera del núcleo se mueven los electrones en un número igual al de unidades positivas en el núcleo.