6.15.2: Decidir sobre una estructura de esqueleto

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Volver a Escribir Estructuras de Lewis para Moléculas

La estructura del esqueleto de una molécula covalente a menudo se puede determinar considerando las valencias de los átomos constituyentes. Por lo general, el átomo que forma el mayor número de enlaces se encuentra en el centro del esqueleto, donde puede conectarse al número máximo de otros átomos.

Ejemplo 1: El ácido hipocloroso tiene la fórmula molecular HOCl. Dibuja un

fórmula estructural.

Solución Hay varias formas posibles de unir los átomos

El diagrama 1 muestra un átomo de O central unido a H y C l. El segundo diagrama muestra un átomo de C1 central unido a H y O. El diagrama 3 muestra un átomo de H central unido a C1 y O. El cuarto diagrama muestra H, O y Cl unidos en estructura cíclica triangular.

La valencia habitual de H es 1, por lo que las estructuras 3 y 4, que tienen dos enlaces a H, pueden eliminarse. La valencia habitual de Cl también es 1, por lo que también se puede descartar la estructura 2. La estructura 1 muestra H formando un enlace, Cl formando uno y O formando dos, de acuerdo con las valencias habituales, y así se elige.

El número total de electrones de valencia disponibles es 1 de H más 6 de O más 7 de Cl, o 14. Llenando estos en el esqueleto que tenemos

Un átomo O central con dos electrones desapareados en la parte superior e inferior respectivamente. A la izquierda, comparte un par de electrones con H. A la derecha, comparte un par de electrones con C l que tiene otros seis electrones en su capa exterior.

Tenga en cuenta que O, que tenía la valencia más grande, está en el centro del esqueleto.

Ejemplo 2:

Dibuje una fórmula estructural para hidroxilamina, NH ₃ O.

Solución En este caso N tiene la mayor valencia (3), seguida de O (2) y H (1). Tanto el N como el O pueden formar “puentes” entre otros átomos, pero H no puede. Por lo tanto colocamos N y O en el centro del esqueleto para dar

El primer diagrama muestra un N central unido a O. El átomo de N tiene otros dos enlaces disponibles para ser compartidos y el O tiene un electrón. Por esta razón los N y O centrales pueden formar fácilmente tres enlaces con tres hidrógeno. Dos están unidos a N y uno a O.

por adición de los tres átomos de H.

Hay un total de 5 + 3 + 6 = 14 electrones de valencia de N, 3H's y O. Estos se pueden colocar de la siguiente manera:

Un N central comparte dos electrones cada uno con los dos H. Un par se comparte con oxígeno. Un par de electrones de N están desapareados. O comparte un par con otro H. Dos pares de electrones de O están desapareados.

Una vez que se ha determinado el diagrama de Lewis, la fórmula molecular a menudo se reescribe para recordarnos cuál es la fórmula estructural. Por ejemplo, la fórmula molecular para la hidroxilamina suele escribirse NH ₂ OH en lugar de NH ₃ O para recordarnos que dos H están unidos a N y uno a O. Se supone que la persona que lee la fórmula se dará cuenta de que N y O tienen cada uno un electrón de valencia para compartir entre sí , conectando —NH ₂ con —OH. En algunos casos más de una estructura esquelética satisfará la valencia de cada átomo y también la regla del octeto. Por ejemplo, puede verificar que la fórmula molecular C ₂ H ₆ O corresponde a ambos de los siguientes:

El alcohol etílico comienza con una C unida a tres H. Esta se une a otra C con dos hidrógenos unidos a ella. Este C central también está conectado a O que también está unido a H. El éter dimetílico tiene un O central unido a un grupo CH 3 en cada lado.

En tal caso sólo podemos decidir qué estructura molecular tenemos por experimento. Las propiedades del alcohol etílico cuando se diluye con agua y se consume son bien conocidas. El éter dimetílico es un gas. Al igual que el éter dietílico que se usa en los quirófanos, es altamente explosivo y puede hacerte dormir. Dos moléculas, como el éter dimetílico y el alcohol etílico, que tienen la misma fórmula molecular pero diferentes fórmulas estructurales se dice que son isómeros.

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Agradecimientos:

Las moléculas C ₂ H ₆ O y sus estructuras esqueléticas se crearon usando MolView.