Definición del dominio electrónico y teoría VSEPR

En química, el dominio de electrones se refiere a la cantidad de pares solitarios o ubicaciones de enlaces alrededor de un átomo en particular en una molécula. Los dominios de electrones también pueden llamarse grupos de electrones. La ubicación del enlace es independiente de si el enlace es simple, doble o triple.

Teoría de la repulsión del par de electrones de la capa de valencia

Imagina atar dos globos juntos en los extremos. Los globos se repelen automáticamente entre sí. Agrega un tercer globo, y sucede lo mismo para que los extremos atados formen un triángulo equilátero. Agregue un cuarto globo y los extremos atados se reorientarán en una forma tetraédrica.

El mismo fenómeno ocurre con los electrones. Los electrones se repelen entre sí, por lo que cuando se colocan cerca, automáticamente se organizan en una forma que minimiza las repulsiones entre ellos. Este fenómeno se describe como VSEPR, o repulsión del par de electrones de la capa de valencia.

El dominio de electrones se utiliza en la teoría VSEPR para determinar la geometría molecular de una molécula. La convención es indicar el número de pares de electrones de enlace con la letra X mayúscula, el número de pares de electrones solitarios con la letra E mayúscula y la letra A mayúscula para el átomo central de la molécula (AX _n E _m ). Al predecir la geometría molecular, tenga en cuenta que los electrones generalmente intentan maximizar la distancia entre ellos, pero están influenciados por otras fuerzas, como la proximidad y el tamaño de un núcleo con carga positiva.

Por ejemplo, el CO ₂ tiene dos dominios de electrones alrededor del átomo de carbono central. Cada doble enlace cuenta como un dominio de electrones.

Relación de los dominios de electrones con la forma molecular

El número de dominios de electrones indica el número de lugares en los que puede esperar encontrar electrones alrededor de un átomo central. Esto, a su vez, se relaciona con la geometría esperada de una molécula. Cuando la disposición del dominio de electrones se usa para describir alrededor del átomo central de una molécula, puede denominarse geometría del dominio de electrones de la molécula. La disposición de los átomos en el espacio es la geometría molecular.

Ejemplos de moléculas, su geometría de dominio de electrones y geometría molecular incluyen:

• AX ₂ : la estructura de dominio de dos electrones produce una molécula lineal con grupos de electrones separados 180 grados. Un ejemplo de una molécula con esta geometría es CH ₂ =C=CH ₂ , que tiene dos enlaces H ₂ C-C que forman un ángulo de 180 grados. El dióxido de carbono (CO ₂ ) es otra molécula lineal, que consta de dos enlaces OC separados por 180 grados.
• AX ₂ E y AX ₂ E ₂ - Si hay dos dominios de electrones y uno o dos pares de electrones solitarios, la molécula puede tener una geometría doblada . Los pares de electrones solitarios hacen una contribución importante a la forma de una molécula. Si hay un par solitario, el resultado es una forma plana trigonal, mientras que dos pares solitarios producen una forma tetraédrica.
• AX ₃ : el sistema de dominio de tres electrones describe una geometría plana trigonal de una molécula donde cuatro átomos están dispuestos para formar triángulos entre sí. Los ángulos suman 360 grados. Un ejemplo de una molécula con esta configuración es el trifluoruro de boro (BF ₃ ), que tiene tres enlaces FB, cada uno formando ángulos de 120 grados.

Uso de dominios de electrones para encontrar geometría molecular

Para predecir la geometría molecular utilizando el modelo VSEPR:

1. Dibuje la estructura de Lewis del ion o molécula.
2. Organice los dominios de electrones alrededor del átomo central para minimizar la repulsión.
3. Cuente el número total de dominios de electrones.
4. Utilice la disposición angular de los enlaces químicos entre los átomos para determinar la geometría molecular. Tenga en cuenta que los enlaces múltiples (es decir, enlaces dobles, enlaces triples) cuentan como un dominio de electrones. En otras palabras, un doble enlace es un dominio, no dos.

Fuentes

Jolly, William L. "Química inorgánica moderna". McGraw-Hill College, 1 de junio de 1984.

Petrucci, Ralph H. "Química general: principios y aplicaciones modernas". F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura, et al., 11.ª edición, Pearson, 29 de febrero de 2016.