Unidad 2 .Estructura de Lewis.

Características generales de los átomos en los estructuras de Lewis.

Se diferencian dos tipos de átomos, los centrales y los terminales. Los primeros se enlazan generalmente con varios del segundo grupo.

Los átomos de hidrógeno , dada su configuración electrónica particular, actúan como átomos terminales siempre, ya que solo pueden enlazarse a un átomo.

Los elementos de carbono son átomos centrales en la gran mayoría de los casos.

El oxigeno es mayormente átomo terminal con excepciones del H2O o en los grupos de OH.

IMPORTANTE:

• Los átomos menos electronegativos son los que hacen átomos centrales. 
• Los átomos mas electronegativos harán los átomos terminales.

Cuando se escriben las estructuras de Lewis es necesario tomar en cuenta las tres reglas siguientes:

1. Asignar cargas formales a los átomos
2. Valor la existencia de cargas resonantes.
3. Siempre habrá átomos que no cumplan la regla del octeto

Los átomos forman moléculas porque compartiendo electrones alcanzan el octeto electrónico.El octeto electrónico. Se trata de la tendencia que evidencian a los átomos de completar su nivel energético con ocho electrones para alcanzar estabilidad. Así, ambos átomos se encontraran rodeados de ocho electrones en su ultima capa energética, como muestra la siguiente figura. 

Se elige un átomo central, NUNCA DEBE SER EL HIDRÓGENO (esto se debe a que es el menos electronegativo). posteriormente se cuentan los electrones de valencia, se forman los enlaces entre el átomo central y los periféricos, los electrones de valencia restantes se sitúan como pares solitarios para completar los octetos. Veamos:

Estructura de Lewis del NH3 Amoniaco.

Uno de los ejercicios mas comunes de las estructuras de Lewis es el del NH3, En esta molécula el átomo central es el nitrógeno que se rodea de los tres hidrógenos.

                                                             

Estructura de Lewis del SO2 Dióxido de azufre.

En el siguiente ejemplo podemos ver una excepción de la Estructura de Lewis del SO2 

El dióxido de azufre se compone del átomo central S, este es rodeado de los oxígenos. El átomo de azufre presenta una HIPERVALENCIA , es decir, una excepción de la regla del octeto, ya que posee mas de ocho electrones en su ultima capa. Los oxígenos compartirán un par de electrones cada uno con el de azufre, formando dos dobles enlaces, el otro par solitario de azufre empuja a estos dobles enlaces ligeramente hacia abajo.

                                                              

RESONANCIA 

La resonancia consiste en la combinación lineal de estructuras de la molécula (estructuras resonantes) que no coinciden con la estructura real, y mediante su combinación nos da una idea de como es su estructura real, una de sus características principales es que siempre debe existir la presencia de enlaces dobles o triples en la molécula. 

Estructura de resonancia

Se le conoce como estructura de resonancia al sistema de enlace molecular en el que e forma un Híbrido al que se le denomina resonancia, a partir de dos o mas Estructuras de Lewis que presenten distribuciones electrónicas diferentes. El fenómeno de la resonancia se debe a la movilidad que exhiben los electrones en ciertos enlaces. 

Ejemplos:

                                                              

Características generales de los átomos en las estructuras de resonancia.

1. Las estructuras resonantes solo suponen movimiento de electrones (NUNCA DE ÁTOMOS) desde posiciones adyacentes.
2. Las estructuras resonantes en la que todos los átomos del 2do periodo poseen octetos completos son mas importantes esto quiere decir que contribuyen mas al híbrido de resonancia que a las estructuras que tienen los octetos incompletos.
3. Las estructuras mas importantes son aquellas que supongan la mínima separación de la carga.
4. En los casos en que una estructura de Lewis con octetos completos no puede representarse sin separación de cargas, la estructura mas importante sera aquella en la que la carga negativa se situé sobre el átomo mas electronegativo y la carga positiva en el mas electropositivo.

VIOLACIONES DE LAS REGLAS DEL OCTETO

• Los átomos que no cumplen la regla del octeto en algunos casos son: Carbono, Nitrógeno, Oxigeno y Azufre, la razón es porque estos elementos forman enlaces dobles hasta triples en el caso del carbono he hidrógeno.
• Algunas moléculas o iones que son reactivos tienen átomos con menos de ocho electrones en su capa externa. Un ejemplo de ello es el Trifluoruro de Boro (BF3) ya que el átomo de Boro solo tiene seis electrones a su alrededor.

ÁTOMO DE CARBONO.

 Es un elemento y su símbolo es "C", su número atómico es 6 y su masa atómica es 12.01. Es un metal tetravalente, disponiendo de 4 electrones para formar enlaces químicos covalentes. Ademas, es el elemento responsable de la gran complejidad de la materia orgánica y de que la misma sea la adecuada para conformar seres vivientes.

La química del carbono o química orgánica.

Es el estudio de todas aquellas sustancias en cuyas moléculas toma parte el carbono. Los átomos de carbono , tienen mucha facilidad para unirse entre si y formar cadenas muy variadas. Todos sus átomos forman siempre cuatro enlaces covalentes.

Tipos de cadena que forma el carbono.

Una cadena de carbono es una continuo enlace de átomos de carbono que pueden tener desde dos hasta varios centenares de átomos de carbono unidos por enlaces simples, dobles, triples y en distintas formas y posiciones. 

Algunos de estos enlaces pueden ser:

• Saturados cuando poseen enlaces simples
• Instaurados cuando tienen enlaces dobles o triples.
• Abiertas o aciclicas cuando los carbonos se disponen uno a continuación de otro lineales o ramificadas.
• Cerradas o cíclicas cuando los carbonos entre si forman anillos.

               

               

Características generales del Carbono.

1. Forma cuatro enlaces covalentes 
2. Al ser el átomo mas pequeño de su grupo forma enlaces covalentes lo que lo hace mas fuerte y mas estable.
3. Forma muchas estructuras, tres geométricas diferentes.
4. Puede formar largas cadenas y redes tridimensionales.
5. Electronegativo media (2.55 en la escala Pauling)

Formas alotrópicas del carbono

Existen tres alotropos principales del carbono elemental de los cuales dos son naturales como el diamante y Grafito. El sintético Fullereno.

Alotrópicos naturales del carbono. 

DIAMANTE 

Es una estructura de cristal covalente y tridimensional que esta formada por enlaces simples C-C interconectado que se extiende por todo el cristal. La estructura es cubica y es conocida como res diamante. Se caracteriza por su dureza y rigidez que permite al trabajo del corte y pulido. El diamante se obtiene únicamente del carbono grafito sometido a altas temperaturas. Simula las condiciones terrestres donde se forma un magma de manera natural encontradas en erupciones volcánicas.

GRAFITO

Posee una estructura laminar, están separadas entre ellas a 3,35 A (que corresponde a la suma de radios de Van Waals), lo cual indica la fuerza relativamente débil en cada capa. Ademas, las capas del grafito se pueden ondular debido a la saturacion de átomos y su perdida, por lo siguiente se define al grafito con propiedades incoloras y sin conductividad.

    

FULLERENO (Alotrópico sintético del carbono)

Los fullerenos son la tercera forma alotrópica del carbono, después del grafito y el diamante. Esta formado por C60 posee 32 caras y se forman por 20 hexágonos y 12 pentágonos. Nombrado así en alusión a una cúpula geodésica por el arquitecto Richard Buckmisnter Fuller, el primer fullereno se descubrió en 1985, los cuales también se han encontrado en el espacio interestelar y en formas geológicas en la tierra.             

                                            

RESUMEN DE ENLACES (UNIDAD 1 de este blogg)

Las formas de las moléculas enlazadas por orbitales híbridos esta determinada por los ángulos entre estos orbitales: 

Hibridacion Sp: Forma lineal con ángulos de 180^ 

Hibridacion Sp2: Forma triagonal plana con ángulos de 120^

Hibridacion Sp3: Forma tetraedrica con ángulos de 109.5^

             

REFERENCIAS

1. https://www.quimicainorganica.org/author/quimicaadmin/. (2020, 18 junio). 18 Jun ESTRUCTURAS de LEWIS. Recuperado 8 de agosto de 2020, de https://www.quimicainorganica.org/basica/estructuras-de-lewis/#:%7E:text=Estructura%20de%20Lewis%20del%20NH,rodea%20de%20los%20tres%20nitr%C3%B3genos.
2. EcuRed. (s. f.-b). Resonancia química - EcuRed. Recuperado 8 de agosto de 2020, de https://www.ecured.cu/Resonancia_qu%C3%ADmica#:%7E:text=La%20resonancia%20consiste%20en%20la,m%C3%A1s%20a%20su%20estructura%20real.&text=Para%20su%20existencia%20es%20imprescindible,o%20triples%20en%20la%20mol%C3%A9cula.

3. Estructuras Resonantes. (s. f.). Recuperado 8 de agosto de 2020, de http://www.qorganica.es/QOT/T1/estructuras_resonantes_exported/index.html

4. (2015b, septiembre 5). EL CARBONO Y SUS FORMAS ALOTRÓPICAS. Recuperado 8 de agosto de 2020, de https://es.slideshare.net/201528/el-carbono-y-sus-formas-alotrpicas

5. Merchant, K. (2015, 28 junio). Los Fullerenos. Recuperado 8 de agosto de 2020, de https://es.slideshare.net/MrchKarla/los-fullerenos