QUIMICA POLARIDAD GEOMETRIA MOLECULAR

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RESONANCIA
El Ozono (O3) es una sustancia que reúne tres átomos iguales de oxígeno. Cuando queremos plantear su estructura de Lewis, nos quedaría de este modo:
Como se observa para el Ozono, hay 2 estructura posibles para una misma molécula, solo que hay una diferencia de las posiciones de los enlaces. Si además recordamos, que los enlaces simples son más largos que los dobles. Esta estructura mostraría una incoherencia experimental. Lo mismo ocurre con muchas otras moléculas que contienen mezclas de enlaces, pero cuando se pudo observar a la molécula de Ozono, se encontró que experimentalmente los dos enlaces son iguales, que además resulta intermedia a la del enlace doble y el simple (entre átomos de oxígeno). Para explicar conceptualmente esta circunstancia experimental, se recurre al concepto de resonancia el cual establece que la verdadera estructura de Ozono no contiene enlaces dobles ni enlaces dativos. Es un intermedio. Cuando esto ocurre, en química escribimos las dos estructuras extremas, y entre ambas ponemos una doble flecha. Esto nos indica que la molécula tiene dos estructuras extremas (enlaces perfectamente definidos, según el modelo), pero la verdadera estructura es un intermedio, que se denomina Híbrido de resonancia. 
POLARIDAD DE LAS MOLÉCULAS POLIATÓMICAS
Cuando analizábamos un enlace de manera sencilla decíamos que un enlace era polar cuando estaba formado por dos elementos o sustancias puras simple distintos. Luego, pudimos evaluar la polaridad del enlace en particular los enlaces covalentes, usando las electronegatividades. Pero cuando queremos aplicar estos conceptos a moléculas mas grandes donde hay varios enlaces, además, del momento dipolar de cada enlace hay que considerar la geometría de la molécula, la cual puede ser plana (2d) o puede ser espacial o 3d. En todos los casos, se establecen todos los momentos dipolares y luego se suman estos momentos usando algebra vectorial. 
Por ejemplo, si analizamos la molécula de Dióxido de Carbono, la cual tiene dos dobles enlaces carbono – oxigeno y es una molécula plana, cada uno de estos enlaces es un vector. La geometría plana, indica que el ángulo de enlace es de 180°. Por lo tanto, ambos vectores, tienen el mismo modulo están aplicados en la misma dirección, pero tienen sentidos opuestos. Al sumar ambos vectores el momento total = 0.  
Cuando el momento total es 0, podemos decir que el dióxido de carbono es una molécula con dos enlaces covalentes polares, pero en conjunto la molécula es no polar, pues ambos vectores se anulan. 
Si analizamos otra molécula similar o parecida a esta, como puede ser el ozono o el dióxido de azufre, el algebra también es con dos vectores, pero el ángulo no es de 180° en el plano. Esta distribución geométrica se ha modificado porque en el átomo central hay pares de electrones sin compartir. 
 
Distintas direcciones
= modulo
Este par de electrones sin compartir sobre el azufre se comporta como si fuese un enlace más, o sea, ocupa lugar y a pesar que están apareados por spines opuestos, pero ser de igual carga generan repulsión entre ellos y aplastan el ángulo de enlace, que para una molécula plana trigonal debería ser 120°. Al modificarse el ángulo de enlace la resultante es distinta de 0.
Cuando se enlazan 4 átomos iguales a un átomo central como ocurre con el metano CH4, cada enlace carbono – hidrogeno esta orientado en 3d, formando una molécula tetraédrica. 
Cuña: hacia el frente Línea punteada: hacia atrás La otra línea: en el mismo plano
El ángulo ideal para este enlace es 109,5° (en 3d) 
La sumatoria de los momentos individuales = 0. 	
Estos cuatro vectores tienen igual modulo, distinta dirección, distinto sentido, pero un único punto de aplicación, todas las componentes se anulan. Y además todos los ángulos son iguales, resultado molécula no polar. 
Otro caso que podemos analizar, es el amoniaco NH3, donde el nitrógeno tiene un par de electrones sin compartir, lo cual genera una molécula tetraédrica. Pues los electrones hacen de cuarto enlace, y del ángulo ideal de enlace es de 107°
En esta molécula, solo tendremos tres momentos. Uno por cada átomo de hidrogeno. Y la sumatoria de los momentos individuales es distinta de 0. 
Otro ejemplo muy útil, es el agua, donde el oxígeno, tiene dos pares de electrones sin compartir, el ángulo de enlace disminuye a 104,5°. Por lo tanto, la sumatoria de los momentos individuales también es distinta de 0. La molécula resulta Polar. 
GEOMETRIA MOLECULAR 
Las moléculas adquieren distinta geometría en particular en 3d. Para ello se debe conocer que además de las planas (ángulo de enlace 180°) las trigonales planas (ángulo de enlace ideal de 120°) tetraédricas (ángulo de enlace 109,5°), pueden aparecer las moléculas de 5 enlaces o bipiramidales y las de 6 enlaces. 
MODELO DE REPULSION DEL PAR ELECTRONICO DEL NIVEL DE VALENCIA
Recordando que los pares de electrones no compartidos modifican los ángulos de enlace. Para explicar esta situación hay una teoría denominada la repulsión del par electrónico del nivel de valencia. (pares de electrones sin compartir).
Cuando además del ángulo de enlace hay mezclas de enlaces distintos como, por ejemplo, si hay enlaces cloro – carbono y cloro – oxigeno en una molécula, como en el caso del Cl2CO, donde el carbono es el átomo central, los enlaces serian dos enlaces simples Cloro – Carbono y un enlace doble Carbono - Oxigeno. 
En el enlace doble, aplasta a los dos enlaces simples. Experimentalmente encontramos que el ángulo ideal de 120° han sido modificados. El ángulo Cloro – Carbono - Cloro es de 111,4° en el plano, y los dos ángulos Cloro – Carbono – Oxigeno de 124°. 
La teoría de repulsión del electrón de valencia explica que esto ocurre porque en el doble enlace Carbono – Oxigeno hay dos pares de electrones muy próximos entre sí, al repelerse ocupan mas espacio y aplasta el ángulo Cl – C – Cl. 
MOMENTOS DIPOLARES
Cuando definimos la polaridad de enlace, establecimos que cada enlace entre átomos distintos no metálicos, tenían polaridad de enlace y la cual se representa con un vector, donde el elemento mas electronegativo tenia densidad de carga negativa y el menos electronegativo, densidad de carga positiva. Esta teoría es abalada experimentalmente usando dos placas cargadas una positivamente y otra negativamente y observando que las moléculas entre las placas se orientan selectivamente. En las proximidades de la placa negativa las moléculas se posicionan con el átomo menos electronegativo y en la placa de carga positiva, se orientan por su parte negativa. 
Momento = carga por distancia, donde la carga es la carga del electrón y la distancia es la longitud del enlace que debe recorrer el electrón por la atracción del átomo más electronegativo.
El momento dipolar se mide en Debye. 
Un debye es igual a 3,34 x 10 -30 coulomb*metro (C*m) 
Cuando un electrón se mueve un A en un enlace genera un momento dipolar de 4,79 D 
Para evaluar experimentalmente los momentos dipolares se utiliza una balanza especial, esta balanza tiene un plato para igualar el peso de una muestra. Luego la muestra es afectada por la acción de un electroimán. Pueden ocurrir dos situaciones que el imán repele a la muestra o al contrario. 
Para evaluar el momento dipolar y no tener una balanza se puede calcular con solamente la diferencia de electronegatividad del enlace.