Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2024

PREGUNTA 2

2.1. Teniendo en cuenta que la geometría electrónica del BeCl₂ es lineal, explique razonadamente qué orbitales híbridos empleará el átomo de berilio para formar los enlaces en la molécula, indicando cómo se forman dichos orbitales híbridos y la distribución de electrones en estos.

2.2. Discuta razonadamente si es cierto que según la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia la molécula de cloroformo, CHCl₃, es tetraédrica y presenta un momento dipolar distinto de cero.

 

2.1.  Primero hacemos el diagrama de Lewis. Para eso primero calculamos los electrones de valencia que tienen entre los 2 átomos:

 

 

El cloro cumple la regla del octete, el berilio tiene dos electrones y los comparte para tener 4 electrones a su alrededor:

 

 

Si a los electrones que necesitamos le restamos los que tenemos, obtendremos los electrones de enlace:

 

 

Y si a los electrones que tenemos le restamos los electrones de enlace, tendremos los electrones no enlazantes:

 

 

Por lo tanto, la estructura de Lewis será:

 

 

 

Un átomo puede formar tantos enlaces como electrones desapareados tenga. El berilio tiene todos sus electrones apareados, por lo que necesita promocionar uno del orbital 2s al 2p para tener 2 electrones desapareados:

 

Una vez hecho esto hibrida el orbital 2s y uno de los orbitales 2p para compartir cada uno de sus electrones con cada uno de los cloros y formar así 2 enlaces sigma. Si formara los enlaces con los orbitales atómicos el ángulo de enlace no sería de 180⁰ y los electrones estarían más cerca y habría más repulsiones. Por este motivo la hibridación del átomo central, el berilio, es sp.

 

2.2.  Igual  que  antes  comenzamos  haciendo  el  diagrama  de  Lewis.  Para eso primero calculamos los electrones de valencia entre todos los átomos:

 

 

Todos los átomos, menos el hidrógeno, cumplen la regla del octete, así en total se necesitan:

 

 

Si a los electrones que necesitamos le restamos los que tenemos, obtendremos los electrones de enlace:

 

 

Y si a los electrones que tenemos le restamos los electrones de enlace, tendremos los electrones no enlazantes:

 

 

Por lo tanto, la estructura de Lewis será:

 

 

 

Según la TRPECV la geometría de la molécula será aquella que permite que los electrones que se encuentran alrededor del átomo central tengan las menores repulsiones posibles. Es decir, estén más separados. En este caso, con 4 pares electrónicos enlazantes y ninguno antienlazante, esa geometría es la tetraédrica:

 

              

              

La diferencia de electronegatividad entre el carbono y el hidrógeno es mínima y el enlace no está polarizado, pero sí lo están los otros tres ya que el cloro es mucho más electronegativo que el carbono:

 

             

 

Como los momentos dipolares de esos enlaces no se anulan, el cloroformo tiene un momento dipolar distinto de cero () y por lo tanto es polar.