Francisco Meza

1. ESTUDIANTE: Francisco Andrés Meza Quintana TEMA DE EXPOSICIÓN: * Estructuras de Lewis * Enlace Covalente Coordinado PROFESOR: Ing. Mariano Montaño Armijos

2. La Estructura de Lewis, o puede ser llamada diagrama de punto, modelo de Lewis o ALDA representación de Lewis, es una representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir. La Estructura de Lewis, o puede ser llamada diagrama de punto, modelo de Lewis o ALDA representación de Lewis, es una representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir. ¿ Qué son las Estructuras de Lewis? La Estructura de Lewis, o puede ser llamada diagrama de punto, modelo de Lewis o ALDA representación de Lewis, es una representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir. Pero , ¿Quién fue Gilbert Newton Lewis? Lewis fue el primero en producir una muestra pura de óxido de deuterio (agua pesada) en 1933. Gracias a esto pudo estudiar muchas de las propiedades de los nucleones. En los últimos años de su vida probó que la fosforescencia de las moléculas orgánicas obedece a un estado triplete excitado y midió sus propiedades magnéticas. Publicó muchos artículos sobre los temas mencionados y otros, desde los cuantos de luz hasta la economía de la estabilización de precios.

3. ESTRUCTURAS DE LEWIS

4. ESTRATEGIA PARA LA ESCRITURA DE ESTRUCTURAS DE LEWIS. Primeramente se debe establecer el número de electrones de valencia en la fórmula. Esto requerirá que usted conozca la tabla Periódica. El número de la familia a la que pertenece el átomo corresponde al número de electrones de Valencia. Ej. 1 CH4 carbono : familia 4A : 4 electrones de valencia 1C x 4 e- = 4 hidrógeno : familia 1A : 1 electrón de valencia , 4H x 1 e- = 4 por lo tanto : Total = 8e-

5. En el caso de iones, recuerde sumar al número de electrones de valencia el número de cargas negativas (ya que éstas indican la presencia de electrones adicionales) y restar las cargas positivas (ya que éstas indican electrones de menos). Ej. 2CO3 -2 carbono : familia : 4A : 4 electrones de valencia 1C x 4 e- = 4 oxígeno : familia : 6A : 6 electrón de valencia , 3O x 6 e- = 18 carga negativa :2 electrones 2 por lo tanto : Total = 24e- Ej. 3 NH4+1 nitrógeno: familia : 5A : 5 electronesde Valencia 1N x 5 e- = 5 hidrógeno : familia : 1A : 1 electrón de valencia , 4H x 1 e- = 4 carga positiva :1 electrón - 1 por lo tanto : Total = 8e-

6. En general el átomo menos electronegativo ocupa la posición central. (La electronegatividad aumenta hacia arriba y hacia la derecha en dirección a Flúor en la Tabla periódica). Conecte átomos alrededor del átomo central completando los octetos. Tome en cuenta que en átomos de las familias 1A y 2A la capa de valencia se completa con dos y cuatro electrones respectivamente. Si el átomo central no completa el octeto, forme enlaces múltiples desplazando electrones de los átomos vecinos . Ej. 4 CO3-2 Total = 24e-

7. Ej. 5 NH4+1 Total = 8e-

8. Considere las estructuras de Lewis de las siguientes moléculas orgánicas. Carbono es de la familia 4A, cuatro electrones de valencia y cuatro posibles enlaces. Note como cada átomo de carbono posee un octeto completo, y poseen cuatro enlaces, ya sean sencillos o en combinación con enlaces múltiples.

9. A continuación se presentan otros ejemplos de estructuras de Lewis de moléculas orgánicas: Ej. 7 CH4Ocarbono: familia: 4A : 4 electrones de valencia 1C x 4 e- = 4 hidrógeno: familia 1A : 1 electrón de valencia 4H x 1 e- = 4 oxígeno: familia: 6A : 6 electrón de valencia, 10 x 6 e- = 6 por lo tanto: Total = 14e- Estructura de Lewis

10. Ej. 8 C2H4O carbono: familia: 4A : 4 electrones de valencia 2C x 4 e- = 8 hidrógeno: familia 1A : 1 electrón de valencia 4H x 1 e- = 4 oxígeno: familia: 6A : 6 electrón de valencia, 10 x 6 e- = 6 por lo tanto: Total = 18e- Estructura de Lewis

11. Note que en la primera estructura tanto el carbono como el oxígeno no completan su octeto y tienen un electrón sin parear, por lo tanto para resolver esa situación debe formar un enlace doble entre ambos átomos. Oxígeno pertenece a la familia 6A, tenderá a conseguir dos electrones para completar su octeto. Con esos dos electrones formará dos enlaces. Puede ser un enlace doble como este caso o pueden ser dos enlaces sencillos como en el caso de la molécula de agua (H2O); (Vea también Ej. 10). Ej. 9 CH5N carbono: familia: 4A : 4 electrones de valencia 1C x 4 e- = 4 hidrógeno: familia 1A : 1 electrón de valencia 5H x 1 e- = 5 nitrógeno: familia: 5A : 5 electrones de valencia, 1N x 5 e- = 5 por lo tanto: Total = 14e-

12. Nitrógeno pertenece a la familia 5A, tenderá a conseguir tres electrones para completar su octeto. Con esos tres electrones formará tres enlaces. Pueden ser tres enlaces sencillos como este caso o puede ser un enlace sencillo y uno doble , o puede ser un enlace triple (vea Ej. 11) Ej. 10 C2H4O2 carbono: familia: 4A : 4 electrones de valencia 2C x 4 e- = 8 hidrógeno: familia 1A : 1 electrón de valencia 4H x 1 e- = 4 oxígeno: familia: 6A : 6 electrones de valencia, 2O x 6 e- = 12 por lo tanto: Total = 24e- Estructura de Lewis

13. Note que en la primera estructura tanto el carbono como el oxígeno no completan su octeto y tienen un electrón sin parear, por lo tanto para resolver esa situación debe formar un enlace doble entre ambos átomos. Oxígeno pertenece a la familia 6A, tenderá a conseguir dos electrones para completar su octeto. Con esos dos electrones formará dos enlaces. Puede ser un enlace doble o pueden ser dos enlaces , en este caso observamos ambas opciones. Ej. 11 C2H3N carbono: familia: 4A : 4 electrones de valencia 2C x 4 e- = 8 hidrógeno: familia 1A : 1 electrón de valencia 3H x 1 e- = 3 nitrógeno: familia: 5A : 5 electrones de valencia, 1N x 5 e- = 5 por lo tanto: Total = 16e-

14. Estructura de Lewis Note que en la primera estructura tanto el carbono como el nitrógeno no completan su octeto, por lo tanto para resolver esa situación formaremos un enlace doble entre ambos átomos. Aun no completan su octeto y ambos poseen un electrón sin parear. Al parear finalmente estos electrones obtenemos un enlace triple. Finalmente considere que para una misma fórmula molecular pueden existir más de una estructura de Lewis correcta.

15. CARGA FORMAL DEL ÁTOMO

16. Definición : La diferencia entre los electrones de valencia de un átomo y el número de electrones asignado en la estructura de Lewis se denomina como la carga formal del átomo. La carga formal esta dada por la siguiente ecuación: CF = (# de e- de valencia del átomo) – (# total de e- no enlazantes del átomo) - 1/2 (# de e enlazantes del átomo) Carga formal para los átomos en CO3-2

17. Pongamos como ejemplo el CO2Va a estar unido así:O = C = OPara el O: CF = 6 de valencia - 4 libres - 4/2 compartidos = 0Para el C: CF = 4 de valencia - 0 libres - 8/2 compartidos = 0Esta es la estructura más estable. Los estados de oxidación, que son otra cosa, no tienen por qué coincidir con la carga formal, es más, no coinciden. También podemos recalcar que este es un clarísimo ejemplo de Enlace Covalente Coordinado, Pero , ¿Qué es un Enlace Covalente Coordinado? Es la unión de especies que se forman cuando un par de electrones del átomo de una especie se une con el orbital incompleto del otro átomo de la otra especie. Ejemplo: CL2O3

18. Pongamos un mejor ejemplo de Carga Formal: SO2Tenemos básicamente dos opciones: unir los O al S con dos dobles enlaces covalentes, o unir un O con un doble enlace covalente y el otro con un enlace dativo.Primer opción:O = S = OPara el O : CF = 6 valencia -4 libres - 4/2 compartidos = 0Para el S : CF = 6 valencia - 2 libres - 8/2 compartidos = 0Segunda opción:O :S = O (el primero es dativo).Para el O de la izquierda: CF = 6 valencia - 6 libres - 2/2 compartidos = -1Para el O de la derecha : CF = 0 (es como la primera opción)Para el S : CF = 6 valencia - 2 libres - 6/2 compartidos = +1

19. La suma de las cargas formales siempre debe dar cero (si la molécula es neutra). Ahora, como el O es bastante electronegativo, es probable que esta segunda opción tenga una contribución bastante grande en la estructura real de la molécula, porque deja al O con una carga formal negativa. Además, hay una estructura de resonancia que también deja al O con esa CF negativa: O:S=Oen resonancia con O=S:O, es decir que la carga negativa está "repartida" entre los O que son electronegativos, lo cual le va a dar estabilidad a la molécula. Esto de CF, es una forma de ver a que estructura se parece más la estructura real, pero no es real que toda la carga negativa está tirada hacia un O, la realidad es un "promedio ponderado" de todas las estructuras posibles, algunas tendrán una mayor contribución que otras. En el caso del SO2 yo diría que lo que llamamos segunda opción (que a su vez puede resonar) tendrá una mayor contribución en la estructura real que la primera opción.

21. http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081115171547AACrIyx

22. http://html.rincondelvago.com/enlaces-quimicos_2.html

23. http://www.oei.org.co/fpciencia/art08.htm

24. http://es.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewis

25. http://www1.uprh.edu/quimorg/1-Estructura-Lewis.pdf