Cuestionarios De Quimica

1. Según la teoría molecular porque no existe la molécula de helio ( He2 ).Porque al combinar dos orbitales 1s de helio se formarían dos orbitales moleculares sigma y los cuatro electrones llenarían todos los orbitales. Sin embargo los orbitales antienlazantes forzarían a la molécula a disociarse y se volvería muy inestable. Es por ello que no existe molécula de He2 2. Explique en términos de la teoría del orbital molecular, ¿Cuál de las siguientes especies tiene una longitud de enlace + mayor, N2, o N2 ? + Debido a que los electrones en orbitales moleculares de enlace son los responsables de mantener unidos los átomos, el N 2 ; tiene un enlace más débil y, por lo tanto, es más largo que el enlace del N 2 3. ¿Cuáles de los siguientes orbitales moleculares son enlazantes y cuales antienlazantes?

Enlazantes: a y c Antienlazantes: b y d. 4. Explicar, mediante la teoría del Orbital Molecular, el carácter paramagnético del Oxígeno (O 2). La molécula de oxigeno es diatómica O2 con un total de 16 electrones distribuidos así:

Los dos últimos electrones, que están desapareados de acuerdo con la regla de máxima multiplicidad de Hund, son los que confieren a la molécula de oxigeno un carácter paramagnético. 5. ¿Cuál diferencias entre la Teoría del Enlace de Valencia y la del Orbital Molecular? La teoría de enlace de valencia explica la formación de los enlaces a partir de los electrones que están en la capa de valencia de los elementos, más no es capaz de explicar totalmente el magnetismo o paramagnetismo que pueden presentar algunos enlaces, cosa que puede explica fácilmente la teoría del orbital molecular. 6. Cite ejemplos de moléculas que contengan: a. un carbono de hibridación sp CO2 2 b. boro con hibridación sp BCl3 3 c. carbono con hibridación sp CH4 3 d. nitrógeno con hibridación sp . NH3 7. Describe la estructura y enlace de las moléculas propuestas indicando la hibridación correspondiente al átomo central: a. CCl4 3 El C tiene hibridación sp y la molécula es tetraédrica. b. BCl3 2 El B tiene hibridación sp y la molécula es triangular plana. c. SCl2 3 El S tiene hibridación sp y la molécula es angular. 8. ¿Cuántos enlaces sigma hay en una molécula de BF 3 y que orbitales forman? Se forman tres enlaces covalente, cada uno de los cuales es del tipo sigma. 9. ¿Cómo se distingue entre un enlace sigma y un enlace pi ? El enlace sigma es frontal, así que requiere la correcta orientación de los orbitales que intervengan. Por ejemplo, un orbital s sólo puede dar solapamientos frontales, dado que es esférico e idéntico por todas partes. En el enlace C--C, sólo pueden intervenir los 3 orbitales sp que se dispongan en la orientación del enlace, y ningún otro. Por otra parte, el enlace pi es lateral, se solapan lóbulos de cada orbital con los del otro orbital. Es menos efectivo que el sigma, porque la interacción es más débil. 10. ¿Cuál es la diferencia entre un orbital híbrido y un orbital atómico puro? El orbital hibrido no es más que aquel orbital que perteneciendo a un nivel de energía tiene la capacidad de mezclarse con otro cuando uno de sus electrones describe una órbita tanto dentro del campo perteneciente a un orbital como a otro orbital. Esto se da entre los orbitales S y P, formando orbitales híbridos sp, un orbital atómico puro es aquel cuyos electrones siempre giran dentro del campo que corresponde a dicho orbital. GRUPO 2 1. ¿Indique a que corresponde el enlace de tipo sigma? Corresponde a un enlace u orbital molecular en el cual la densidad electrónica es simétrica en torno al eje de enlace o línea que unen los núcleos. 2. ¿Cuándo se forma un enlace de tipo sigma? Se produce cuando se unen entre sí orbitales atómicos “s”, “s-p” o “px-px”, también entre orbitales híbridos. 3. ¿Cuándo se forma un enlace de tipo pi? Se produce por una fusión o superposición LATERAL de dos orbitales atómicos, de tal manera, que la interacción se realiza entre el extremo positivo del uno y el positivo del otro. 4. ¿Cuándo se produce un enlace de tipo pi enlazante? Se produce con la interacción entre el extremo positivo del uno y el positivo del otro. 5. Indique que tipo de enlace se presenta en los enlaces simples, dobles y triples. En los enlaces simples: Es de tipo “sigma”

En los enlaces dobles: Existe una unión “sigma” y otra “pi” En los enlaces triples: Existe una unión “sigma” y dos “pi” 6. Debido a que un orbital hibrido no es un orbital atómico puro. Los orbitales híbridos se forman por dos orbitales atómicos no equivalentes por ejemplo “s” y “p”. 7. En resumen explique que es la teoría de enlace de valencia y orbital molecular. El enlace de valencia, sus orbitales atómicos se forman mediante la combinación y reorganización de los orbitales del mismo átomo. El orbital molecular, resulta de la interacción de los orbitales atómicos de los átomos que se enlazan y están relacionados con la molécula entera. 8. Determine el estado de hibridación del átomo central y la geometría molecular en cada caso. a) NH3 b) CO2 a)

NH3 Configuración electrónica del N 2

2

1s 2s

H

N

2p

3

2s

2p

Hibridación sp

3

-------------------H Geometría molecular: tetraédrica

H b)

CO2 Configuración electrónica del C 1s

O

C

2

O

2

2s

2p

2

2s

2p

Hibridación sp

3

----------------Geometría molecular: lineal

9. Para llevar a cabo la hibridación se requiere de energía, de qué manera se recupera dicha energía. La hibridación requiere bastante energía por lo que esta se recupera durante la formación del enlace. 3 3 10. ¿Cuántos orbitales s y p se tienen que hibridar para obtener orbitales híbridos sp ? ¿Cuántos orbitales híbridos sp se obtienen? ¿Cuál es el número máximo de electrones que puede acomodar en su capa de valencia? 3 Para obtener orbitales sp se forma por un orbital “s” mas tres orbitales “p” que corresponde a px, py, pz. 3 En total se obtienen cuatro orbitales híbridos sp Como posee cuatro orbitales puede acomodar un total de ocho electrones. Grupo 3 1. ¿Escriba una diferencia entre la teoría del enlace de valencia y la del orbital molecular? La teoría de enlace de valencia explica la formación de los enlaces a partir de los electrones que están en la capa de valencia de los elementos más no es capaz de explicar totalmente el magnetismo p paramagnetismo que pueden presentar algunos enlaces, cosa que puede explicar fácilmente la teoría del orbital molecular. 2. ¿Cómo sacar los electrones de valencia, los totales, los de enlace, los libres y como se hace la estructura del compuesto CO2? En la molécula de CO2 tenemos un átomo central que es el carbono y que tiene cuatro electrones desapareados en el último nivel (nivel de valencia), estos cuatro electrones están en cuatro orbitales híbridos sp3. Tenemos también los ligados que son los dos oxígenos que tienen cada uno de ellos seis electrones en el nivel de valencia 2s2 2px2 2py1 2pz1, y como se ve en la configuración tiene cada uno de los oxígenos dos electrones desapareados , que apareará por medio de un doble enlace con dos del carbono O=C=O Electrones totales= 8+6+8=22 Electrones de valencia=6+4+6=16 Electrones de enlace=4(dos enlaces dobles) Electrones libres=Al carbono no le queda ninguno en el nivel de valencia y a cada oxígeno le quedan cuatro. Electrones libres=4+4=8 El átomo central tiene de nº estérico dos y ningún par solitario, por lo tanto la molécula de CO2 es lineal y apolar, ya que los momentos dipolares de sus enlaces se anulan por simetría 3. Escriba dos características de la teoría de enlace de valencia las más importantes  la teoría del enlace de valencia explica la naturaleza de un enlace químico en una molécula, en términos de las valencias atómicas.  La teoría del enlace de valencia resume la regla que el átomo central en una molécula tiende a formar pares de electrones. 4. ¿Con la teoría del enlace de valencia explique el enlace de Cl 2 en el HCl muestre como se traslapan los orbita? H-Cl El H tiene 1 electrón de valencia, el Cl: 7

Como son dos no metales, el enlace es covalente. El H aporta su electrón a la unión, con lo cual el Cl reúne 8 electrones, cumpliendo con la regla del octeto. Al ser el Cl uno de los elementos más electronegativos, esos 8 electrones generan una densidad de carga (-) de su lado, y una densidad de carga (+) más pequeña del lado del H, como si fueran dos dipolos. Por esto, la molécula de HCl es covalente polar 5. ¿Qué es la teoría enlace valencia? La teoría del enlace de valencia (EV) supone que los electrones en una molécula ocupan orbitales atómicos de los atómicos individuales y permite pensar en átomos individuales tomando parte en la formación del enlace. Podemos considerar la formación del enlace H-H. Según Lewis el enlace se da por el apareamiento de electrones. Según la Teoría EV, éste enlace se da debido al traslape de 2 orbitales 1s1 en cada uno de los átomos de H. Por traslape se entiende que 2 orbitales comparten una región común en el espacio. HIBRIDACIÓN 1. ¿QUE ES LA HIBRIDACIÓN DE ORBITALES? Es el mecanismo que justifica la distribución espacial de los pares de electrones de valencia (lineales, triangulares planas y tetraédricas). Los tipos de hibridación de orbitales que necesitamos aplicar para justificar la geometría de las moléculas más simples 2 3 son: sp, sp y sp . 2._ COMPLETE a) Un orbital híbrido es una combinación de orbitales atómicos b) El número de orbitales híbridos que se forman es igual al número de orbitales atómicos que se combinan. 3._CUAL ES LA FORMA DE LAS HIBRIDACIONES Los orbitales híbridos formados tienen la misma forma y una determinada orientación espacial: 3 Hibridación sp : tetraédrica 2 Hibridación sp : trigonal plana Hibridación sp: lineal 3 4._ DEFINA A LA HIBRIDACIÓN sp Es la combinación de un orbital “s” y tres orbitales “p”, este proceso da lugar a cuatro orbitales atómicos híbridos idénticos que tienen carácter direccional ya que se derivan de orbitales “p”. Su forma de cada orbital es como la de una “p”, pero con los lóbulos de diferente tamaño. 5._ DE QUE DISPONEN LOS ORBITALES HÍBRIDOS? Los orbitales híbridos disponen de una zona o lóbulo enlazante y otra zona o lóbulo antienlazante; el enlace se produce por el solapamiento del lóbulo enlazante con el otro orbital del átomo a enlazar. Grupo 4 1. Describa y clasifique la compartición de electrones. Enlace de valencia se da entre dos átomos diferentes aquí se producirá una sola pación de orbitales atómicos. Orbital molecular se da entre dos átomos en el cual se fusionan los orbitales atómicos y forman el orbital molecular. 2. Entre molécula de y demostrar si existe similitud en la compartición de electrones y si existe diferencia entre el uno y el otro utilizando estructuras de Lewis.

N

N

N

N

H

Br

H

Br

Si existe similitud en la compartición de electrones Existe diferencia en la energía de ionización, en el numero de enlaces 3-1, y en su momento dipolar N µ=0, HBr µ≠0 3. Defina q es covalencia y indique los valores para los elementos hidrogeno, oxigeno y silicio. Covalencia es el numero de enlaces covalentes que se puede formar. Hidrogeno 1 Oxigeno 2 Silicio 4 4. ¿Que fuerzas actúan en la atracción ion-dipolo, dipolo-dipolo y en el puente de hidrogeno? Ion- dipolo fuerzas de dispersión Dipolo-dipolo fuerzas electrostáticas Puente de hidrogeno interacción dipolo-dipolo fuerte. 5. En base a la formación de la molécula de hidrogeno explique las tres maneras de representar el enlace. Según Lewis, implica que dos átomos de hidrogeno comparten una pareja de electrones. La teoría del enlace de valencia dice q la formación de molécula de hidrogeno ocurre cuando al acercarse los dos átomos hay traslapacion 1s incompletos. En la teoría del orbital molecular dice q al acercarse los dos átomos sus dos orbitales atómicos dan lugar a la formación de orbitales moleculares formando una entera. 6. La formación de enlaces híbridos a partir de base de orbitales atómicos existe. Si y se produce a partir de orbitales “s” y “p” los cuales serán enlaces sigma (σ). 7. ¿Como se obtiene la hibridación “sp” y en q compuesto se produce? Se obtiene por la hibridación de un orbital “s” y un orbital “p”, originándose dos orbitales híbridos equivalentes, con un ángulo de 180⁰, a los cuales se les llama diagonales. Halogenuros gaseosos de alcalino-térreo, del acetileno. 8. En la hibridación , sp, y cual es su ángulo de formación. Existe un ángulo de 109⁰,107⁰ Existe un ángulo de 120⁰ Existe un ángulo de 180⁰

9.

Cuando entre dos átomos existe unión covalente simple de tipo sigma q ocurre en los dobles y triples enlaces. En los enlaces dobles existe una unión “σ” y otra “π” En los enlaces triples existe una unión “σ” y dos “π” 10. En el acomodamiento de los electrones en los orbitales orbitales moleculares se cumplen q principios. Principio de exclusión de Pauli La regla de HUND El principio de AUFBAU Grupo 5 1. Que es un enlace sigma? Corresponde a un enlace u orbital molecular en el cual la densidad electrónica es simétrica en torno al eje de enlace o línea que une los núcleos, se produce en orbitales híbridos. 2. Diferencia entre enlace sigma y enlace pi π? Enlace sigma: * Formado por superposición cabeza a cabeza de orbitales atómicos. * Presenta rotación libre. * Posee energía baja. * Solo puede existir un enlace entre dos átomos. Enlace pi: *Formado por superposición lateral de orbitales p (u orbitales p y d). *No permite la rotación libre. *Es un enlace de alta energía. *Puede existir uno o dos enlaces entre dos átomos. 3. En que se diferencia la teoría del orbital molecular con el enlace de valencia 1 La teoría del enlace de valencia explica la naturaleza de un enlace químico en una molécula, en términos de las valencias atómicas. La teoría del enlace de valencia resume la regla que el átomo central en una molécula tiende a formar pares de electrones, en concordancia con restricciones geométricas, según está definido por la regla del octeto, y la Teoría de los Orbitales Moleculares (OM), es un método para determinar la estructura molecular en la que los electrones no están asignados a enlaces individuales entre átomos, sino que se toman con un movimiento que está bajo la influencia de los núcleos de toda la molécula. 2 4. Que es la hibridación sp ? Es el proceso de hibridación que une un orbital “s” con dos orbitales “p”, de esta fusión se originan tres orbitales híbridos enlazantes equivalentes. 5. Cuando hay un union covalente simple que tipo de enlace se forma? Se forme un enlace “σ”, en los enlaces dobles existe una unión “σ” y otra “π”, en los enlaces triples existe una unión “σ” y dos “π” 6. En que se basa la teoría del orbital molecular? Se basa en la interpretación de la teoría ondulatoria y de la mecánica cuántica, la teoría del orbital molecular considera a la molécula completa como una unidad, con todos los electrones de enlace moviéndose bajo la acción de los núcleos y de los demás electrones. 7. Como se forma el orbital enlazante? Si dos ondas interactúan de tal manera que la cresta positiva de una coincide con la cresta positiva de la otra, la nueva onda se refuerza. Esta onda que resulta de la interacción en fase esta relacionada con la formación de un orbital molecular enlazante. 8. Que producto se obtiene del orbital molecular enlazante? Como producto de este enlace se obtiene una molécula estable ya que la energía de ella es menor que la energía de ambos átomos separados. 9. Que es la hibridación? La hibridación es un procedimiento matemático por medio del cual las funciones de onda de orbitales diferentes pueden combinarse unas con otras para obtener orbitales hibridizados idénticos. La hibridación no constituye un aumento o disminución del numero de orbitales, sino un cambio en su carácter. 2 10. Que ángulo obtiene en la hibridación sp ? 2 Cada orbital formado posee su ángulo máximo en la dirección espacial; los tres orbitales sp , están en el mismo plano y el ángulo o entre el eje de un orbital cualquiera y el de otro mide 120 . Por su geometría molecular se denominan orbitales trigonales. Grupo 6 Para que entre dos átomos exista un enlace iónico: A - Ambos deben tener una electronegatividad semejante. B - Uno debe tener una afinidad electrónica alta y otro un potencial de ionización baja. C - Uno de ellos debe tener una electroafinidad alta y el otro, debe tener una energía de ionización alta. D - Solamente puede darse entre un halógeno y un alcalino. Para que se pueda formar un enlace es necesario que: A) Tenga lugar una disminución de la energía del sistema B) Se produzca una hibridación de orbitales. C) Se produzca una transferencia de electrones entre los átomos que van a enlazarse. D) Se produzca un solapamiento de orbitales. ¿En cuál de los compuestos siguientes tiene un enlace fundamentalmente iónico? A) H 2 O B) C Cl 4

C) BeH 2 D) NaI Dadas las siguientes sustancias en estado sólido: NaCl, C Cl 4, SiO 2 ; CO 2 , CH 4 y H 2 O, señale la proposición que considere correcta entre las siguientes: A) En las sustancias C Cl 4 , CO 2 , y CH 4 en estado sólido, las fuerzas intermoleculares de atracción son debidas principalmente a fuerzas de Van der Waals B) El NaCl y el SiO 2 dan lugar a sólidos iónicos C) El C Cl 4, CH 4 y H 2 O presentan enlaces intermoleculares por puente de hidrógeno D) El SiO 2 y el CO 2 dan lugar a compuestos sólidos covalentes o sólidos atómicos Se combinan dos elemento A y B cuyas configuraciones electrónicas son respectivamente, 1 s2 2s2 2p6 3s1 y 1s2 2s2 2 p 4, para formar un nuevo compuesto C. El compuesto C, que se forme más probablemente, será: a) Insoluble en agua b) Un sólido de bajo punto de fusión c) Un sólido buen conductor de la electricidad d) Buen conductor de la electricidad sólo fundido Señale la respuesta que no sea correcta. El compuesto formado por dos elemento A y B cuyos números atómicos respectivos son 11 y 9: A - Será un compuesto iónico B - Tendrá bajo punto de fusión C- Tendrá elevado el punto de ebullición D - Será buen conductor de la electricidad fundido El cesio está a la izquierda en el sistema de periodos y el cloro a la derecha, lo que implica que sea falso: a) El cloruro de cesio es un sólido iónico. b) El cloro del cloruro de cesio es un anión. c) El radio del cesio del compuesto y el del cesio como elemento son diferentes. d) El punto de fusión del compuesto ha de ser bajo. Dada la configuración electrónica de un elemento 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 deducir si tenderá a formar: a) enlace iónico y covalente; b) enlace iónico y metálico; c) enlace metálico y covalente Dados los compuestos: NaCl ; CsCl ; CsF ; CaI 2 , si los ordenamos de menor a mayor carácter iónico, nos quedará: A - CaI2 < CsF < CsCl < NaCl B - CaI2 < NaCl < CsCl < CsF C - CaI2 < CsCl < NaCl < CsF D - CsCl < CaI2 > NaCl < CsF Indique cual de las siguientes afirmaciones es cierta: A - La molécula de cloruro de sodio es iónica al 100% B - Una molécula es tanto más iónica cuanto mayor sea la diferencia entre los números de oxidación de sus componentes. C - En general, entre dos compuestos semejantes, al aumentar el porcentaje de carácter covalente de su enlace, disminuye su punto de fusión. D - Cuanto menor es el radio de un anión, más se polariza por efecto de un catión determinado. En un átomo de carbono que presenta la hibridación sp3 , la mejor forma de representar sus enlaces es: A - Hacia los vértices de un cuadrado B - Hacia los vértices de un tetraedro regular. C - Hacia los vértices de una pirámide cuadrangular. D - Hacia los vértices de un rombo. Dados los compuestos siguientes: H 2 O ; H 4 Si ; CH 3 OH ; HF y HI, podemos decir que formarán enlaces intermoleculares por puente de hidrógeno los siguientes: A - Todos ellos pues tienen H y otro elemento más electronegativo B - Solamente los H 2 O, H 4 Si, HF y HI C - Solamente los H 2 O, CH 3 OH y HF D - Solamente los que tienen el enlace O-H, es decir: el H 2 O y el CH 3 OH El alcohol etílico (C 2 H 5 OH) tiene un punto de ebullición de 78,15/C y el éter metílico (CH 3 OCH 3) de -24,8/C. De las siguientes proposiciones señale la que considere correcta: a) Las fuerzas atractivas que actúan entre las moléculas del éter metílico son mayores que las que actúan entre las de alcohol etílico. b) Las fuerzas intermoleculares son mayores en el alcohol etílico, ya que la masa molecular de éste es mayor que la del éter metílico. c) Las fuerzas intermoleculares son mayores en el alcohol etílico, ya que en éste además de tener moléculas menos simétricas existen enlaces de hidrógeno, y en el éter no. d) Ninguna de las proposiciones anteriores es correcta. ¿Cuál puede ser la explicación del elevado punto de ebullición del NH 3 en comparación con PH 3 , AsH 3 y SbH 3 . a) Peso molecular más bajo. b) Existencia de fuerzas de Van der Waals. c) Existencia de enlaces de hidrógeno. d) Ninguna de las anteriores Dados los siguientes compuestos: C 6 H 6 ; CH 4 ; HF y NH 3 ¿en cuál de ellos se podrán formarán enlaces intermoleculares por puente de hidrogeno? A-C6H6 B - CH 4 C - HF

D - NH 3 GRUPO 7 TEORÍA PARA LA FORMACIÓN DE LAS MOLÉCULAS 1. De acuerdo con las clases de orbitales moleculares se emplean símbolos para designar las ``formas`` q adopta la nube de carga al distribuirse en su nueva posición de equilibrio con respecto a los núcleos. Describirlos Enlace sigma (σ)  Es cuando se unen entre si orbitales atómicos también se produce entre orbitales híbridos.  La densidad eléctrica es simétrica en torno al eje de enlace e une a los dos núcleos  En este orbital existe enlace enlazante (σ) y antienlazante (σ*) Enlace pi (π)  Se produce por una superposición lateral de dos orbitales atómicos  En este orbital existe enlace enlazante (π) y antienlazante (π *) 2. De acuerdo a la teoría del enlace de Valencia; la formación del enlace químico se debe a la ``traslapacion`` de dos orbitales atómicos parcialmente desocupado y correspondientes a átomos diferentes; se produce el apareamiento de los electrones con la consiguiente neutralización mutua de los espines electrónicos. Determinar un ejemplo a la teoría dada. 3. Escribir la palabra correcta de acuerdo a sus características dadas  La estructura molecular de hidrogeno implica q dos átomos de H2 comparten una pareja de electrones ………SEGÚN LEWIS………………………………………….  El orbital molecular……ENLAZANTE…….. es ocupado por una pareja de electrones, mientras que el………ORBITAL MOLECULAR ENLAZANTE……… permanece ……DESOCUPADO………  Existen dos teorías que explican la compartición de electrones en la formación de moléculas las cuales son:………… TEORÍA DEL ENLACE DE VALENCIA……Y……… TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR……… 4. Según el orbital molecular, + y – es el signo algebraico de la función de onda para afirmarlo se determina en las formas de estos orbitales. Graficar

En el enlace sigma (σ) y enlace pi (π), existe enlaces enlazante y antienlazante q adoptara la nube de carga demostrar por medio de un ejemplo claro y preciso. ENLACE SIGMA Ejemplo: S + P ENLACE PI Ejemplo: Py + Py PROCESOS DE HIBRIDACIÓN DE LOS ORBITALES 1. Según hibridación consiste en la mezcla de orbítales atómicos puros para generar un conjunto de orbítales híbridos, los cuales tienen características combinadas de los orbítales originales. Determinar un ejemplo en base a la explicación. 5.

2.

3.

4.

De acuerdo con el proceso de hibridación de orbitales es el resultado de una combinación de los orbitales, describir lo más importantes.  Para que pueda existir hibridación, la energía de los orbitales atómicos de partida debe ser muy similar.  Son todos iguales, energéticamente y formalmente. Sólo se diferencian en su orientación espacial  Se produce el mismo número de orbitales híbridos que orbitales atómicos de partida.  Los ángulos entre ellos son iguales. Demostrar por medio de su geometría molecular que es hibridación por combinación de un orbital S y tres orbitales P, para formar cuatro orbitales híbridos, que se disponen en un plano formando ángulos de 109.5º. Dar un ejemplo

Describa acerca de hibridación y dar un ejemplo completo Es el proceso de hibridación como la combinación de un orbital S y dos P lo cual origina 3 orbitales híbridos enlazantes, que se disponen en un plano formando ángulos de 120º. Por su geometría molecular se denomina orbitales trigonales.

Ejemplo:

5.

Escribir diferencias y semejanzas entre hibridación Hibridación SP

e hibridación SP

Hibridación

Diferencia  La combinación de un orbital S y un P,  La combinación de un orbital S y 2 P, para para formar 2 orbitales híbridos formar 3 orbitales híbridos.  Con orientación lineal formando un ángulo  Disponen en un plano formando ángulos de de 180º 120º  La geometría molecular se denomina  Por su geometría molecular se denomina orbitales diagonales orbitales trigonales  Explica la estructura de los halogenuros gaseosos de alcalinos- térreos, del alcalino Semejanza  Los orbitales híbridos tienen menor energía que aquellos que los originan  Tienen un estado fundamental se transforma en estado reaccionante  Explican su enlazamiento y tienen su forma geométrica

1.

2.

GRUPO 8 Defina las teorías para la formación de moléculas. Teoría del Orbital Molecular.- Describe los enlaces covalentes en términos de orbitales moleculares. Teoría del Enlace de Valencia.- Explica los cambios en la energía potencial a medida que cambia la distancia entre átomos que reaccionan. Realice un cuadro de la Clasificación del Orbital Molecular.

Clasificación del Orbital Molecular

3.

4. 5.

6.

7.

8.

Enlace sigma б

Enlace Pi π

La unión de los núcleos es simétrica.

Ocurre en núcleos que se enlazan y no es simétrica.

Sigma Enlazante

Pi Enlazante

Sigma Antienlazante

Pi Antienlazante

Simbólicamente cómo se representa el Enlace de Valencia. Simbólicamente a los orbitales se los representa con casilleros y a los electrones de enlace con un vector que también indica el valor del espín. También se lo puede representar con la Estructura de Lewis, Teoría del Enlace de Valencia o con Orbital molecular. ¿En qué se asemejan la Teoría del Orbital Molecular y la Teoría del Enlace de Valencia? En que ambas explican la compartición de electrones en la formación de moléculas. ¿Qué sucede en el Enlace de Valencia cuando los espines de los electrones de valencia son antiparalelos y paralelos? Si son antiparalelos se produce una unión formando la molécula por apareamiento de electrones. Mientras que cuando son paralelos estos se repelen y no forman la molécula por ende. Explique qué significa la Hibridación de los Orbitales Hibridación de los Orbitales es el término que se utiliza para explicar la mezcla de orbitales atómicos en un átomo para generar un conjunto de orbitales híbridos. Mencione la clasificación de Hibridación de Orbitales y a partir de que orbitales 3 Hibridación sp .- se forma por un orbital 1s y 3p 2 Hibridación sp .- se forma por un orbital 1s y 2p. Hibridación sp.- se forma por un orbital 1s y 1p Grafique la hibridación del metano y prediga su ángulo.

9.

Escriba dos semejanzas entra las tres hibridaciones En los tres casos los orbitales híbridos tienen menor energía que aquellos que los originaron. La hibridación no constituye un aumento o disminución del número de orbitales , sino un cambio en su carácter. 10. ¿Para estudiar la hibridación en qué teoría nos basamos y que propiedades se debe tener en cuenta? Como referencia tomamos a la Teoría del Enlace de Valencia y además cualquier teoría de enlazamiento tiene que ser consistente con las propiedades físicas y químicas experimentales de la molécula. Grupo 10 1. Mencione en que compuestos se da y las teorías para la formación de moléculas Se da en los compuestos covalentes  Teoría del orbital molecular  Teoría del enlace de valencia 2. Mediante un ejemplo resuma las tres maneras de representar el enlace  Según Lewis, la estructura molecular del hidrogeno implica que dos átomos de H comparten una pareja de electrones  De acuerdo a la teoría del enlace de valencia, la formación de la molécula de hidrogeno ocurre cuando al acercarse los dos átomos hay traslapacion de sus orbitales 1s incompletos.  En la teoría del orbital molecular, al acercarse los dos átomos los orbitales atómicos dan lugar a la formación de orbitales moleculares que abarcan a la molécula entera. 3. En la hibridación de orbitales indique la formación de enlaces sigma La formación de enlaces a base de orbitales atómicos híbridos producidos a partir de orbitales “s” y “p” son enlaces sigma (Ϭ), con muy pocas excepciones. 4. Indique cuantos orbitales hibridados se originan en cada una de las clases de hibridación 3  Hibridación sp ----- 4 orbitales hibridados 2  Hibridación sp ---- 3 orbitales híbridos enlazantes equivalentes  Hibridación sp ---- 2 orbitales híbridos equivalentes 5. Que función cumplen los electrones de enlace en la teoría del orbital molecular Los electrones de enlace se distribuyen en determinados noveles de energía moleculares que se denominan orbitales moleculares, los electrones enlazados dejar de pertenecer a cada átomo pertenecen a los dos núcleos. 6. Mencione y defina a la clase de orbitales moleculares  Enlaces sigma (Ϭ): Corresponde a un enlace u orbital molecular en el cual la densidad electrónica es simétrica en torno al eje de enlace.  Enlace pi (Л): Se produce por una fusión o superposición lateral de dos orbitales atómicos. 7. 3 características de la nube electrónica de un orbital pi (Л)  Concentrada en el plano x, y, o z.  Tiene la forma de dos nubes de carga que cubren superior e inferiormente a ambos núcleos  Se constituyen de la interacción de dos orbitales “py” o “pz”. 8. Mencione las reglas que se deben cumplir en el acomodamiento de los electrones en los orbitales moleculares  Principio de exclusión de Pauli  La regla de Hund  Principio de AUFBAU 9. Realice el proceso de hibridación de un elemento que tiene 6 electrones 6 electrones --- C (carbono) 2 2 2 2 3 3 3 3 1s 2s 2p 1s sp sp sp sp

X

Y

Z

10. Que predice la teoría de formación de los enlaces sigma en la hibridación 3 La teoría predice que los cuatro enlaces sigma formados q partir de los orbitales “sp ” deben estar separados en el espacio lo máximo posible, por repulsión del par de electrones de cada enlace. GRUPO 11 TEORIAS DE ENLACE 1. ¿Qué es la teoría del orbital molecular?

Describe los enlaces covalentes en términos de orbitales moleculares que son el resultado de la interacción de los orbitales atómicos de los átomos que se enlazan y estos se relacionan con la molécula entera. Además se basa en teoría ondulatoria y la mecánica cuántica. 2. Escriba las diferencias entre los orbitales moleculares enlazantes y antienlazantes.  Que los orbitales moleculares enlazantes son dos ondas que interactúan de tal manera que la cresta positiva de la otra y se refuerza la nueva onda.  Tiene menor energía y mayor estabilidad que los orbitales atómicos.  Mientras tanto los orbitales moleculares antienlazantes el acomodo de los electrones en un orbital molecular de antienlazantes producen un enlace inestable.  Tiene mayor energía y menor estabilidad en los orbitales atómicos. 3. Escriba 2 características importantes de cada uno acerca del enlace sigma y el pi. Sigma  Formado por el solapamiento de orbitales y por los extremos.  Este enlace casi siempre un enlace covalente Pi  Del enlace covalente formado por el solapamiento lateral de los orbitales  La densidad electrónica se concentra arriba y abajo de una línea imaginaria entre los dos núcleos que se enlazan 4. Defina la teoría de enlace de valencia y explique el enlace en Cl y en HCl y muestre como se solapan los orbitales atómicos para formar un enlace. La teoría de enlace de valencia se debe a la traslapación de dos orbitales atómicos parcialmente desocupados y correspondientes a átomos diferentes y se produce un apareamiento de los electrones por la siguiente neutralización de los espines. El concepto de solapamiento de orbitales atómicos se aplica de igual manera a otras moléculas diatómicas diferentes al H 2 así a la molécula estable del Cl2 se forman con los orbitales 3p que contienen un electrón desapareado de los dos átomos del solapamiento para formar un enlace covalente. De manera semejante la formación de la molécula de HCl se explica por el solapamiento del orbital 1s del H con el orbital 3p del Cl. En cada caso de la teoría de enlace de valencia explica los cambios en la energía potencial a medida que cambia la distancia entre los átomos que reaccionan. 5. ¿Qué sucede cuando dos átomos de H se aproximan entre si para formar un enlace? Al inicio cuando os dos átomos están separadas lo suficiente no hay interacción, se dice que la energía potencial de este sistema es decir los 2 átomos de H es cero. Conforme los átomos se aproximan el uno al otro cada electrón es atraído por el núcleo del otro átomo al mismo tiempo los electrones se repelen entre si y también los dos núcleos. PROCESOS DE HIBRIDACION 6. Mencione 4 características sobre la hibridación.  Se aplica a átomos aislados en un modelo teórico que se utiliza solo para explicar el enlace covalente  Es la mezcla de por lo menos 2 orbitales atómicos no equivalentes por ejemplo los orbitales sp , como consecuencia un orbital hibrido no es un orbital atómico puro.  El número de orbitales generales es igual al número de orbitales atómicos puros que participan en el proceso de la hibridación.  La hibridación requiere energía si embargo el sistema recupera de sobra esta energía durante la formación del enlace. 7. ¿Por qué es imposible que un átomo aislado exista en un estado de hibridación? Porque los orbitales atómicos que se obtienen cuando dos o mas orbitales no equivalentes del mismo átomo se combina preparándose para la formación del enlace covalente. 8. ¿Cuál es la diferencia entre un orbital hibrido y un orbital puro? El orbital hibrido no es más que aquel orbital que perteneciendo a un nivel de energía tiene la capacidad de mezclarse con otro cuando uno de sus electrones describe una órbita tanto dentro del campo perteneciente a un orbital como a otro orbital. Esto se da e ntre los orbitales s y p, formando orbitales híbridos sp. Un orbital atómico puro es aquel cuyos electrones siempre giran dentro del campo que corresponde a dicho orbital 9. ¿Como se distingue un enlace sigma entre un enlace pi? Un enlace sigma es un enlace sencillo que se forma con los electrones que están en orbitales "s" mientras tanto un enlace pi es un enlace que se presenta con electrones que están en orbitales "p", pero siempre va acompañado de un enlace sigma, este enlace puede ser doble o triple. Estos enlaces pi se presentan debido a la hibridación y a que tienen la posición (geometría) adecuada para formar enlaces entre orbitales "p" de los átomos. 10. Determine el estado de hibridación del átomo central (subrayado en cada una de las siguientes moléculas? a)HgCl 2 b) AlI3 C)PF3 2 14 10 La configuración electrónica del Hg en estado fundamental es Xe 6s 4f 5d por tanto el átomo de Hg tiene dos electrones de valencia la estructura de Lewis HgCl2 Cl Hg Cl No hay pares libre en el átomo de Hg de modo que la distribución de los 2 pares de electrones es lineal. La hibridación de Hg es sp por que tienen geometría de 2 orbitales híbridos sp el proceso de hibridación se puede imaginar como sigue se dibuja el diagrama orbital para el estado fundamental del Hg.

2

6s 6p Al promover un electrón 6s a un orbital 6p se obtiene el estado excitado.

2

6s 6p Después se mezclan los orbitales 6s y 6p para obtener los orbitales sp híbridos.

Orbitales sp orbitales 6p vacios Los dos enlaces Hg Y Cl se forman por el solapamiento de los orbitales híbridos sp del Hg con los orbitales 3p de los átomos del Cl por tanto la molécula HgCl2 es lineal 2 1 b) la configuración electrónica del Al en estado fundamental es Ne 3s 3p como consecuencia el Al tiene 3 electrones de valencia la estructura de Lewis es AlI3 I Al I I 2 Hay 3 pares enlazantes y no hay pares libres sobre el átomo de Al es trigonal plana y la hibridación debe ser sp el diagrama del orbital en estado fundamental es. 2

3s 3p Al promover un electrón a un orbital 3p se obtiene el siguiente estado excitado 2

3s 3p 2 Se mezcla l orbital 3s con los 2 orbitales 3p para formar tres orbitales híbridos sp 2

Orbitales sp orbitales 3p vacio. Los orbitales híbridos sp se solapan con los orbitales 5p del I para formar tres enlaces covalentes Al I se predice que la molécula de AlI3 es trigonal plana y todos sus anglos son de 120. 2 5 c) la configuración electrónica del P en estado fundamental es Ne 3s 3p por tanto el átomo de P tiene cinco electrones de valencia la estructura de Lewis del PF3 F P F 2

F 3 Hay 3 pares enlazantes y un par libre sobre el átomo de P es tetraédrica y s concluye que el P debe tener hibridación sp el diagrama orbital del estado fundamental del átomo de P es. 2

3s 3p 3 Al mezclarse el orbital 3s y los orbitales 3p se obtiene cuatro orbitales híbridos sp 3

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Orbitales sp 3 Como el caso del NH3 uno de los orbitales híbridos sp forman los enlaces covalentes P---F con los dos orbitales del F se predice que la geometría de la molécula es piramidal trigonal y el ángulo debe ser ligeramente menor a 109.5 GRUPO 12 ¿Cuáles son las teorías que explican la compartición de electrones en la formación de moléculas?  La primera se conoce como ENLACE DE VALENCIA  La segunda se fundamenta en el método de los ORBITALES MOLECULARES ¿Que son los orbitales atómicos? Los orbitales atómicos son funciones de onda identificadas por los números cuánticos n, l y m. A estos orbitales se les asigna los signos positivo y negativo. ¿Explique cuáles son las clases de orbitales moleculares? Enlace sigma: corresponde a un enlace u orbital molecular en el cual la densidad electrónica es simétrica en torno al eje de enlace o línea que une los núcleos Enlace pi : se produce por una fusión o superposición LATERAL de dos orbitales atómicos, de tal manera, que la interacción se realiza entre el extremo positivo del uno y el positivo del otro o el negativo del uno y el negativo del otro. ¿Por qué las moléculas cuando experimentan hibridación s llevan consigo una forma tetraédrica? Por la razón de que los electrones deben estar separados en el espacio lo máximo posible y por repulsión de electrones de cada enlace. La forma tetraédrica es la forma espacial más adecuada en la hibridación s para satisfacer esta condición. ¿Con que se debe cumplir en el acomodamiento de los electrones en los O.M?  Principio de exclusión de Pauli  La regala de Hund  Principio de AUFBAU ¿Qué es la hibridación? La hibridación es un procedimiento matemático por medio del cual las funciones de onda ( )de orbitales diferentes pueden combinarse unas con otras para obtener orbitales hibridizados idénticos.

7.

¿Tomando como ejemplo la formación de la molécula de hidrogeno .Explique una manera que existe para representar el enlace?  Según Lewis , la estructura molecular del hidrogeno implica que dos átomos de hidrogeno comparten un pareja de electrones H + H H H 8. ¿Indique una diferencia entre la hibridación s y sp? La hibridación s es un proceso de hibridación que une orbital” s” con dos orbitales “p‟‟ en cambio la hibridación sp se obtiene por la hibridación de un orbital “s‟‟ y un orbital „‟p‟‟ . 9. ¿Al producirse un orbital hibrido porque está formado? Cada orbital hibrido está formado por dos lóbulos, en los cuales, uno es de mayor tamaño que el otro, luego o de esta manera, la molécula resultante adopta una forma geométrica determinada. 10. ¿ La teoría del orbital molecular como considera a la molécula completa? Le considera como una unidad , con todos los electrones de enlace moviéndose bajo la acción de los núcleos y de los demás electrones. GRUPO 13 2 3 1. Explique brevemente la hibridación sp, sp y sp .  Hibridación sp: Se obtiene por la hibridación de un orbital “s” y un orbital “p”, de esta mezcla se originan dos orbitales híbridos equivalentes, con un ángulo de enlace máximo de 180°. 2  Hibridación sp : Es el proceso de hibridación que une un orbital “s” y dos “p”, de esta unión se originan tres orbitales híbridos con un ángulo de 120°. 3  Hibridación sp : Se produce por la mezcla de un orbital “s” y tres orbitales “p”, de esta fusión se originan cuatro orbitales híbridos con un ángulo de 109°. 2. ¿En qué consiste el orbital molecular y cite un ejemplo? La teoría del orbital molecular describe los enlaces covalentes en términos de orbitales moleculares, que son el resultado de la interacción de los orbitales atómicos de los átomos que se enlazan y están relacionados con la molécula entera.

3. Describa las clases de orbitales moleculares.  Enlace sigma: La densidad electrónica se concentra simétricamente alrededor de una línea entre los dos núcleos de los átomos que se enlazan. En los enlaces covalentes simples encontramos enlace sigma.  Enlace pi: La densidad electrónica se concentra arriba y debajo de una línea imaginaria entre los dos núcleos que se enlazan. En un doble enlace está constituido por un enlace sigma y un enlace pi, en un triple enlace está formado por un enlace sigma y dos pi. 4. ¿Cómo se representa a la Teoría de Enlace? Se la representa por medio de un diagrama en el cual los orbitales atómicos se describen simbólicamente con casilleros, los electrones de enlace se representa con un vector que también más indica el valor del espín. 5. ¿Qué es la hibridación? Es un procedimiento matemático por medio de cual las funciones de onda de orbitales diferentes pueden combinarse unas con otras para obtener orbitales hibridizados idénticos. No constituye un aumento o disminución del número de orbitales, sino un cambio de carácter. 6. ¿Qué significa el término traslape de orbitales? Significa que dos electrones con espín opuesto comparten el espacio común entre los núcleos y formar así un enlace covalente. 7. Los orbitales híbridos pueden albergar pares no enlazantes? Indique la hibridación específica de cada una de las geometrías. Los orbitales híbridos también pueden dar cabida a pares no enlazantes. Se puede asociar una hibridación específica a cada una de las cinco geometrías comunes de dominios de electrones.  Lineal = sp; 2  Trigonal plana = sp 3  Tetraédrica = sp 3  Bipirámide trigonal = sp d 3 2  Octaédrica = sp d 8. Escriba una diferencia entre el Orbital Molecular de Enlace y el Orbital Molecular Anti enlace.

Diferencias

9.

Orbital Molecular de Enlace

Orbital Molecular Anti enlace

Tiene menor energía y mayor estabilidad que los orbitales atómicos que se formaron

Tiene mayor energía y menos estabilidad que los orbitales atómicos que se formaron

Mediante un grafico señale las hibridaciones y su geometría.

10. Describa el estado de hibridación del fosforo en el pentabromuro de fosforo (PBr 5). 1.

2.

3.

GRUPO 14 ¿Qué teorías explican la compartición de electrones en la formación de moléculas? Las teorías que explican la formación de moléculas son la teoría del enlace de valencia, en la que se da lugar a una nueva distribución de carga estable, y la segunda teoría que se fundamenta en el método de los orbitales moleculares. De una explicación breve de la formación de enlaces químicos, mediante la teoría del enlace de valencia. En base a esta teoría la formación de enlace químico se debe a la traslapación o superposición de los orbitales atómicos de átomos diferentes. Se produce la unión formando la molécula por apareamiento de los electrones, esto se produce cuando los electrones son de espines opuestos, al contrario de cuando tienen espines semejantes, estos se repelen. Este enlazamiento se representa por un diagrama en el cual los orbitales atómicos se representan por un casillero y los electrones por un vector (flecha). Mediante un ejemplo represente el enlace químico que se forma en la molécula de hidrogeno según la teoría del orbital molecular.

4. Describa brevemente mediante un grafico las clases de orbitales moleculares, enlace sigma y enlace pi. Enlace pi

Enlace sigma En este orbital molecular encontramos dos posibilidades: enlazante y antienlazante.

5. ¿Qué es la hibridación de orbitales, durante que se forman? La hibridación es un procedimiento matemático por medio del cual funciones de onda de orbitales diferentes pueden combinarse unas con otras para obtener orbitales hibridizados idénticos, estos estados de hibridación se forman durante la aproximación de un átomo reaccionante. 3 6. Explique la hibridación sp tomando como ejemplo la tetravalencia del carbono. En la estructura electrónica del carbono podemos ver que los orbitales “s” están llenos, mientras que los orbitales “p” están parcialmente ocupados, por 2 electrones, durante el acercamiento de los átomos, uno de los electrones del orbital 2s se traslada al orbital desocupado 2pz, mediante una energía de hibridación generando cuatro orbitales semiocupados, estos dan lugar a la formación de 4 enlaces con 4 átomos de hidrogeno. 3 2 7. Cite diferencias entre hibridación sp , sp y sp. 3 2 Hibridación sp Hibridación sp Hibridación sp Se obtiene por la hibridación de un orbital “s” y 3 orbitales “p”. Da lugar a cuatro orbitales atómicos híbridos idénticos.

Hibridación que une un orbital Se obtiene de la hibridación de “s” y dos orbitales “p”. un orbital “s” y un orbital “p”. Se forman tres orbitales Se originan dos orbitales híbridos enlazantes híbridos equivalentes. equivalentes. Presenta un ángulo de enlace El ángulo entre el eje de un Presenta un ángulo de enlace de 109°. orbital cualquiera y el del otro de máximo 180° mide 120°. 8. ¿Cómo se forma un orbital molecular enlazante? Se forman a partir de orbitales atómicos con el mismo signo, generando una molécula estable. Para explicar más claramente supongamos dos ondas que se unen de tal manera q la cresta positiva de la una coincide con la cresta positiva de la otra generando una onda reforzada. 2 9. De un ejemplo de hibridación sp .

10. ¿Qué condiciones tienen que cumplirse en el acomodamiento de electrones en los orbitales moleculares? Tiene que cumplir con el principio de exclusión de Pauli, la Regla de Hund, y el principio de AUFBAU.