Geometria Molecular

La geometría molecular estudia la distribución espacial de los átomos en una molécula. Entonces, se refiere a la exposición tridimensional de los átomos que constituye una molécula. La geometría molecular termina muchas de las propiedades de las moléculas, como la radiactividad, la polaridad, fase de agregación, color y actividad biológica, entre otros aspectos. Actualmente el modelo principal de geometría molecular es el modelo de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia. Existen diferentes tipos de estructura molecular. La estructura angular es uno de estos tipos. Es aquella de dos enlaces compartidos dos pares de electrones no compartidos, y un ángulo de 104,5 grados. Un ejemplo de esta estructura seria el agua. La estructura lineal es aquella de dos enlaces compartidos tiene cero pares de electrones no compartidos y un ángulo de 180 grados, un ejemplo seria el hidruro de berilio. El amoniaco, tiene una estructura trigonal piramidal. Esta estructura tiene tres enlaces compartidos, un par de electrones no compartidos y un ángulo menor a 109,4 grados. El metano, tiene una estructura tetraédrica. Las estructuras tetraédricas tienen 4 enlaces compartidos y ángulos de 109,5 grados. Otra estructura es la estructura trigonal plana, posee 4 enlaces compartidos y un ángulo de 120 grados. Un ejemplo puede ser el trifluoruro de boro. Estos son algunas tipos de estructuras moleculares, dependiendo del acomodo de los elementos de cierta molécula o compuesto, sus propiedades varían.

En términos de la mecánica cuántica, una manera de describir el enlace covalente consiste en la teoría de los orbitales moleculares. Es la segunda aproximación al estudio del enlace covalente, y la más ampliamente empleada para explicar la estructura y la geometría de muchos sólidos inorgánicos. Esta teoría establece que cuando los átomos interaccionan, sus orbitales atómicos pierden su individualidad y se transforman en orbitales moleculares que son orbitales que dejan de pertenecer a un solo núcleo para pasar a depender de dos o más núcleos. Cuando los orbitales atómicos se combinan para formar orbitales moleculares, el número de orbitales moleculares que resulta, siempre es igual al número de orbitales atómicos que se combinan. Uno de los métodos más empleados es el que hace uso de las Combinaciones Lineales de Orbitales Atómicos. Esta aproximación puede entenderse de forma simple si se piensa que cuando un electrón esté cerca de uno de los núcleos, su función de onda será muy similar a la de un orbital atómico.

La estructura de Lewis muestra las moléculas en dos dimensiones generalmente con una representación plana de ellos y los pares de electrones libres quedan representados simplemente como puntos anexos a un átomo, o como una raya. La teoría de repulsión del par electrónicos permite predecir para los electrones de valencia que tanto están separados para minimizar las repulsiones en la molécula. Este modelo fue desarrollado por Sidgwick y Powell en la década de los años 40 y fue extendido posteriormente por Gillespie y Nyholm. Este modelo está basado en la diferencia en estabilidad que confiere a una determinada geometría la disposición respectiva de los pares de electrones, bien de enlace o bien no compartidos, que presente una molécula. Como se mencionó anteriormente, es un modelo para predecir la forma de cada una de las moléculas. Se predicen basados en el grado de repulsión electroestática de los pares de electrones. Se pasa en las siguientes reglas:

1- Los pares de electrones, tanto de enlace como de no enlace, que rodean al átomo central se orientan de forma que estén lo más alejados

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