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- |
