Además de sus propiedades únicas, las diferentes moléculas tienen diferentes geometrías. Puede utilizar la repulsión de pares de electrones de la capa de valencia junto con número esterico de una molécula para determinar su estructura geométrica. Esta es una de las razones por las que comprender cuál es el número estérico de una molécula y cómo se calcula es crucial para los estudiantes de química y cualquiera que busque investigar la geometría molecular.
Sin embargo, el proceso de encontrar el número estérico es bastante sencillo, siempre que pueda contar enlaces moleculares y usar la estructura de Lewis de una molécula para encontrar pares de electrones solitarios.
¿Qué es un número estérico?
El número estérico de una molécula es el número de otros átomos unidos al átomo central de la molécula más el número de pares de electrones solitarios unidos a él.
Esto se usa para determinar Geometría molecular porque los electrones en pares se repelen entre sí, ya sea que esos pares sean electrones enlazados o pares solitarios no enlazados a un átomo en particular. Debido a que se colocan para lograr la máxima separación, la medida relativamente simple del número estérico le indica la forma general de la molécula.
Para una molécula con un número estérico de 2, habrá una estructura lineal, y para un número estérico de 3 habrá una estructura planar trigonal. Continuando de la misma manera, un número estérico de 4 conduce a una estructura tetraédrica, 5 da una estructura bipiramidal trigonal y un número estérico de 6 conduce a una estructura octaédrica.
Fórmula del número estérico
La fórmula del número estérico se puede escribir directamente según la definición dada anteriormente, como:
Número estérico = (número de átomos unidos al átomo central) + (número de pares de electrones solitarios en el átomo central)
Por lo tanto, el desafío en el cálculo del número estérico es menos de cálculo real y más de mirando la estructura de la molécula en términos de electrones enlazados y encontrando los dos números que necesitar. Esto es bastante fácil de hacer si observa la estructura de Lewis de la molécula y comprende cómo encontrar un par de electrones solitarios.
Estructura de Lewis y pares solitarios
La estructura de Lewis de una molécula es una representación de los electrones en la capa de valencia de los átomos de la molécula, generalmente representado por puntos que rodean los átomos, que se muestran con sus símbolos estándar (por ejemplo, O para oxígeno, C para carbono, H para hidrógeno y Cl para cloro).
Primero, dibuja los átomos y sus enlaces de acuerdo con la fórmula molecular y / o lo que ya sabes sobre la molécula. Por ejemplo, agua (H2O) está representado por un átomo de O central, con dos átomos de H conectados por un enlace simple (línea recta individual) a cada lado del mismo.
Complete los electrones restantes en la capa de valencia (es decir, los que están disponibles para la unión que actualmente no forman parte de un enlace). Para el oxígeno, hay seis electrones de valencia, y dos de ellos están involucrados en los enlaces con los átomos de hidrógeno, dejando cuatro electrones de valencia para completar. Dibuja dos pares de puntos alrededor del símbolo O para completar el diagrama.
Los pares solitarios del oxígeno son estos dos pares de electrones que no participan en el enlace molecular. Por supuesto, otras situaciones conducen a diferentes tipos de estructuras de Lewis, y tendrá que pensar un poco más en ciertos casos.
Por ejemplo, los electrones no forman pares a menos que no haya "espacios" disponibles fuera de un par, p. Ej. en carbono, hay cuatro electrones de valencia, pero con ocho puntos totales disponibles, los electrones no necesitan formar pares para encajar en la capa y no.
Calcular un número estérico
Usar la fórmula del número estérico es fácil una vez que ha dibujado la estructura de Lewis para la molécula en cuestión. Mire el átomo central y cuente cada uno de los enlaces (incluso si es un enlace doble o triple) unidos a él como uno cada uno. Luego, mire los puntos que rodean el átomo: ¿hay pares que no estén involucrados en la unión? Si es así, agregue uno al total de cada ejemplo.
Para H2O, el átomo de oxígeno central está unido a dos átomos de hidrógeno, y quedan dos pares de electrones a su alrededor. Esto se puede insertar en la fórmula del número estérico para encontrar el resultado:
\ begin {alineado} \ text {Número estérico} & = \ text {(número de átomos unidos al átomo central)} + \ text {(número de pares de electrones solitarios en el átomo central)} \\ & = 2 + 2 \\ & = 4 \ end {alineado}
Por tanto, el agua tiene una estructura tetraédrica, aunque parte de esta estructura está compuesta por pares de electrones solitarios.