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QUI II Seminario 7
Estructura molecular
Objetivos
 Predecir la geometría molecular partiendo de la estructura de Lewis.
 Determinar la polaridad o no de una molécula a partir de su geometría molecular.
 Identificar los orbitales atómicos utilizando los números cuánticos.
 Escribir la configuración electrónica de los átomos conociendo su número
atómico y ubicarlos en la tabla periódica.
 Determinar qué orbitales híbridos se utilizan en el enlace de moléculas e iones
poliatómicos.
 Utilizar orbitales atómicos para describir enlaces dobles y triples.
 Reconocer la formación de enlaces  y .
Preguntas
1. a) ¿Qué transiciones dan origen a un espectro de emisión atómico y a uno de
absorción atómica? Marque ambos tipos de transición en un diagrama de niveles
de energía para un átomo hidrogenoide.
b) ¿Cuál es la diferencia entre un espectro continuo y un espectro de
líneas?¿Cómo se origina cada uno?
2. a) ¿Qué evidencia apoya la idea de que los electrones se comportan como
partículas?
b) ¿Qué evidencia apoya la idea de que los electrones se comportan como
ondas?, c) ¿a qué conclusión llegó De Broglie?
3. a) ¿Qué podemos calcular resolviendo la ecuación de Schrödinger?, b)¿Qué es
un orbital atómico?
4. a) Enunciar el principio de exclusión de Pauli, b) Enunciar las reglas de Hund.
5. a) Distinguir entre los términos “diamagnético” y “paramagnético”, y dar un
ejemplo que ilustre el significado de cada uno.
6. a) Defina el momento dipolar de un enlace y explique cómo depende de las
electronegatividades de los dos átomos que constituyen el enlace, b) ¿Por qué
una molécula puede ser no polar aún teniendo enlaces polares?
7. a) Enumere los factores que afectan la longitud de un enlace y explique el efecto
de cada uno, b) ¿Es posible que una molécula o un ion complejo tengan un
orden de enlace negativo en su estado fundamental? ¿Por qué?
8. Explique cómo utiliza los orbitales híbridos para describir la geometría molecular.
9. Explique cómo se forman los orbitales moleculares en las moléculas diatómicas.
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10. a) Distinga los enlaces  y  por sus formas, propiedades y orbitales que los
componen
b) Describa los enlaces en las moléculas de etano, eteno y etino
c) Describa los enlaces en las moléculas de benceno, de acuerdo a la teoría de
enlace de valencia.
Problemas
1. ¿Cuál es la geometría molecular que puede esperarse en una molécula tipo: a)
AX5, b) AX2, c) AX3E, d) AX2E2, e) AX4? (tomar E como un par de electrones
libres).
R: a) bipirámide trigonal, b) lineal, c) pirámidal, d) angular, e) tetraédrica
2. Usando las estructuras de Lewis predecir la geometría molecular de cada una de
las siguientes moléculas: a) PF3, b) N2O, c) O3, d) SH2.
R: a) pirámide trigonal, b) lineal, c) y d) angular
3. Usando las estructuras de Lewis predecir la geometría molecular de cada uno de
los siguientes iones: a) H3O+, b) SO42-, c) I3-, d) NO3-.
R: a) pirámide trigonal, b) tetraédrica, c) lineal, d) triangular plana
4. Escribir las estructuras de Lewis y predecir si cada una de las siguientes
moléculas es polar o no polar: a) CCl4, b) CS2, c) PCl5, d) XeF4.
R: todas no polares
5. Ordenar las uniones C-O en los siguientes compuestos en orden creciente de
longitud de enlace: a ) CH3CH2OH, b) H2CO, c) CO.
R: c) < b) < a)
6. Ordenar las uniones N-N en los siguientes compuestos en orden creciente de
longitud de enlace: a ) H2NNH2 (hidracina), b) N2, c) N2O
R: b) < c) < a)
7. ¿Qué orbitales atómicos se solapan para formar la unión C-C en una molécula
de C2H2? Clasificar la unión como  y .
R: sp-sp, unión σ y 2p-2p, unión π
8. Establecer la hibridación del átomo central en las siguientes moléculas: a) SF 4,
b) BCl3, c) NH3, d) Cl2O.
R: a) sp3d, b) sp2, c) y d) sp3
10- Prediga si cada una de las siguientes moléculas es polar y en tal caso muestre la
dirección de los dipolos en cada unión y el dipolo de la molécula toda, cuando sea
posible:
a) NH3
b) BF3
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c) SCO
d) CH2Cl2
e) IOF5
R: b) no polar, las demás polares
11 - El modelo VSEPR fue desarrollado en 1950, antes de que se hubiera preparado
ningún compuesto de xenón. Luego, en 1960 estos compuestos proveyeron un
test excelente para comprobar la validez del modelo. ¿Qué formas predice usted
para XeF2, XeF4 y XeF6?
a) lineal, cuadrada plana, octaedro distorsionado.
12-Indique la geometría electrónica y molecular de: CO32-, PCl3, ICl3.
a) Prediga si en los compuestos habrá desviaciones de los ángulos de unión ideales.
b) Indique la hibridización del átomo central y el número de enlaces  y  que hay en las
moléculas.
R: todos sp2
13 -¿Cuál es la hibridación del nitrógeno en cada uno de los siguientes iones o
moléculas: a) NO, b) NO2, c) NO2-, d) NO3-?
R: todos sp2
14- ¿Cuáles de las siguientes especies son paramagnéticas? a) O2, b) O2- (ion
superóxido), c) O2+?
R: todas
15-Determinar los órdenes de enlace y usarlos para predecir qué especie de cada
par tiene unión más fuerte: a) F2 o F22-, b) B2 o B2+?
R: a) F2, b) B2
16- Calcular el orden de enlace e indicar si son paramagnéticos los siguientes iones
moleculares: Be2+, B2-,O22+.
R: el único paramagnético es B2-, el orden de enlace para O22+ es 3.
Problemas adicionales
1. Sabiendo que el C tiene una valencia de cuatro en la mayoría de los compuestos
y que puede formar cadenas y anillos de átomos de C: a) escribir dos estructuras
de Lewis posibles para C3H4, b) determinar todos los ángulos de enlace en cada
estructura, c) determinar la hibridación de cada átomo de C en las dos
estructuras, d) establecer si las dos estructuras son resonantes o no y explicar el
razonamiento efectuado.
R: b) para una estructura 2 de 180° y 1 de 109°, para la otra 2 de 120° y 1 de 180°
c) para una estructura 2 sp y 1 sp3, para la otra 2 sp2 y 1 sp
d) NO
2. 1 litro de gas Cl2 a 1 atm y 298 K reacciona completamente con 1 litro de gas N 2
y 2 litros de gas O2 a la misma temperatura y presión. Cuando la reacción se
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completa, se forma un solo producto, el cual llena un frasco de 2 litros a 1 atm y
298 K. Use esta información para determinar las siguientes características del
producto: a) fórmula empírica, b) fórmula molecular, c) estructura de Lewis (el
átomo central es el de N), d) geometría molecular.
R: a) y b) ClNO2, d) triangular plana
3. Razone las siguientes observaciones en términos de las estabilidades de los
enlaces  y : a) La forma más común del nitrógeno es N2, mientras que la forma
más común del fósforo es P4, b) las formas más comunes para el oxígeno son el
O2 y un poco menos el O3, mientras que la forma más común para el azufre es el
S8.
4. Existen tres diferentes diclorobencenos, C6H4Cl2 , de acuerdo a las distintas
posiciones relativas de los átomos de cloro en el anillo aromático.
a) ¿Cuáles de las tres formas son polares y cual no polar?
b) ¿ Cuál posee el mayor momento dipolar?
R: a) no polar: para, polares: orto y meta, b) meta
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