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Química (secundario y CBC)
Lewis, geometría molecular y fuerzas intermoleculares
Este tema tiene más palabras que cuentas, y por eso confunde. Hay que dibujar la estructura de Lewis, deducir la geometría, decidir si la molécula es polar y recién después elegir las fuerzas intermoleculares. Si se saltea un paso, la justificación queda floja y en el parcial te la marcan aunque el orden final esté bien.
El tema
Para arrancar
En el CBC son dos unidades seguidas: uniones químicas y fuerzas de atracción entre partículas. En el secundario aparece en Introducción a la Química y en la química del ciclo orientado. En clase seguimos siempre la misma cadena, de la fórmula a la propiedad, y practicamos cómo escribir una justificación completa y corta.
Conceptos clave
Lo que tenés que entender
Unión iónica, covalente y metálica
La iónica se da entre metales y no metales por transferencia de electrones. La covalente, entre no metales que comparten electrones. La metálica, entre átomos de metales.
Estructuras de Lewis
Muestran cómo se reparten los electrones de valencia en uniones y pares libres. Son el primer paso para todo lo demás.
Unión dativa
Es una unión covalente donde un solo átomo aporta los dos electrones. Aparece en oxoácidos como el HNO₃ o el H₂SO₄ según cómo se dibujen.
TRePEV y geometría
Los pares de electrones alrededor del átomo central se repelen y se alejan lo más posible. Eso define si la molécula es lineal, angular, piramidal o tetraédrica.
Polaridad molecular
Una molécula puede tener uniones polares y ser apolar si la geometría las compensa, como el CO₂. La polaridad depende de la forma, no solo de las uniones.
Fuerzas intermoleculares
London en todas las moléculas, dipolo-dipolo en las polares, y puente de hidrógeno cuando hay H unido a F, O o N.
Propiedades físicas
Cuanto más fuertes las fuerzas entre moléculas, más energía hace falta para separarlas, y mayores son los puntos de fusión y ebullición.
Paso a paso
Un ejercicio como los de la prueba
Resuelto como lo hacemos en clase: primero la idea, después la cuenta.
Ejercicio resuelto
Para CO₂, NH₃ y H₂O: a) indicá la geometría molecular según TRePEV, b) si la molécula es polar o apolar, c) la fuerza intermolecular más importante, y d) ordenalas de menor a mayor punto de ebullición.
- CO₂: el carbono tiene dos dobles uniones con oxígeno y ningún par libre. Dos zonas de electrones, geometría lineal. Los dos dipolos C=O se anulan: molécula apolar. Solo fuerzas de London.
- NH₃: el nitrógeno tiene tres uniones con H y un par libre. Cuatro zonas de electrones, geometría piramidal. Los dipolos no se anulan: molécula polar. Tiene H unido a N, así que forma puente de hidrógeno.
- H₂O: el oxígeno tiene dos uniones con H y dos pares libres. Cuatro zonas, geometría angular. Molécula polar. Tiene H unido a O y forma puentes de hidrógeno.
- El agua puede formar más puentes de hidrógeno por molécula que el amoníaco y el O es más electronegativo que el N, así que sus interacciones son más fuertes.
- Orden: CO₂ (solo London) < NH₃ (puente de hidrógeno) < H₂O (puentes de hidrógeno más fuertes y numerosos).
Resultado CO₂ lineal y apolar, NH₃ piramidal y polar, H₂O angular y polar. Punto de ebullición: CO₂ < NH₃ < H₂O.
Ojo con esto
Los errores típicos
- Decir que el CO₂ es polar porque sus uniones son polares, sin mirar la geometría.
- Olvidar los pares libres del átomo central y poner al agua como lineal o al amoníaco como plano.
- Hablar de puente de hidrógeno en cualquier molécula con H, cuando hace falta H unido a F, O o N.
- Confundir uniones intramoleculares con fuerzas intermoleculares al justificar un punto de ebullición.
- Ordenar puntos de ebullición solo por la masa molar sin considerar polaridad ni puente de hidrógeno.
En clase
Cómo lo trabajamos con Gabriela
En clase te damos una cadena fija: electrones de valencia, estructura de Lewis, zonas de electrones del átomo central, geometría, polaridad, fuerzas intermoleculares y propiedad. La practicamos con las moléculas que más aparecen en las guías del CBC y del cole, y trabajamos cómo redactar la justificación en dos o tres renglones. Así en el parcial no te quedás en la respuesta correcta sin el razonamiento.
¿Cómo sé si una molécula es polar?
Primero mirá si las uniones son polares, comparando electronegatividades. Después mirá la geometría: si la molécula es simétrica y los dipolos se anulan, como en el CO₂ o el CH₄, es apolar aunque las uniones sean polares. Si no se anulan, como en el agua o el amoníaco, es polar.
¿Cuándo hay puente de hidrógeno?
Cuando un átomo de hidrógeno está unido directamente a flúor, oxígeno o nitrógeno, y del otro lado hay un átomo de esos con pares libres. Por eso el agua, el amoníaco y los alcoholes forman puente de hidrógeno, pero el metano no, aunque tenga muchos hidrógenos.
¿Qué es la TRePEV?
Es la teoría de repulsión de pares electrónicos de valencia. Dice que las zonas de electrones alrededor del átomo central, uniones y pares libres, se ubican lo más lejos posible entre sí. Contando esas zonas podés predecir la geometría de la molécula. Está en los contenidos mínimos de Química del CBC.
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