Geometría molecular

La geometría tridimensional de las moléculas está determinada por la orientación relativa de sus enlaces covalentes. En 1957 el químico canadiense Ron Gillespie basándose en trabajos previos de Nyholm desarrolló una herramienta muy simple y sólida para predecir la geometría (forma) de las moléculas.

La teoría por él desarrollada recibe el nombre Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de Valencia (TRePEV) y se basa en el simple argumento de que los grupos de electrones se repelerán unos con otros y la forma que adopta la molécula será aquella en la que la repulsión entre los grupos de electrones sea mínima.

Para la TRePEV grupos de electrones pueden ser:

un simple enlace

un doble enlace

un triple enlace

un par de electrones no enlazante

Para predecir la geometría de una molécula necesitamos conocer solamente cuantos grupos de electrones están asociados al átomo central para lo cual debemos escribir la fórmula de Lewis de la molécula.

Luego simplemente nos preguntamos cómo los grupos de electrones se distribuirán espacialmente de modo que la repulsión entre ellos sea mínima.

Es importante recordar que la geometría de la molécula quedará determinada solamente por la distribución espacial de los enlaces presentes y no por la posición de los pares electrónicos no enlazantes, los que si deberán ser tenidos en cuenta en el momento de determinar la disposición espacial de todos los grupos electrónicos, sean enlaces o no.

Por ejemplo la molécula de H2S tiene la siguiente fórmula de Lewis:

 

En ella podemos identificar 4 grupos de electrones: dos enlaces simples y dos pares de electrones no enlazantes.

Para minimizar las repulsiones entre ellos adoptarán una geometría tetraédrica, colocándose cada grupo en el vértice de un tetraedro que tiene como centro al átomo de azufre. Sin embargo a la hora de determinar la geometría de la molécula, la misma sólo queda determinada por la distribución de los enlaces, por lo que la geometría del H2S será angular.

Note que el ángulo HSH es menor que 109.5°, el ángulo de un tetraedro regular. Esto se debe a la mayor repulsión generada por el mayor volumen de los pares de electrones no enlazantes.

En la tabla se muestran las distintas geometrías que adoptan las moléculas dependiendo de la cantidad de grupos electrónicos y enlaces que presentan.

Total átomos + pares no enlazantes alrededor del átomo central	Átomos	Pares no enlazantes	Geometría	Ejemplos
2	2	0	Lineal	CO2
3	3 2	0 1	Trigonal plana Angular	BCl3 SO2
4	4 3 2	0 1 2	Tetraédrica Pirámide trigonal Angular	SiF4 PH3 H2S
5	5 4 3 2	0 1 2 3	Bipirámide trigonal Balancín Forma "T" Lineal	PF5 SCl4 IF3 XeF2
6	6 5 4	0 1 2	Octaédrica  Pirámide base cuadrada Cuadrada plana	SiF6-2 IF5 ICl4-