¿Qué es la geometría molecular?

La geometría molecular es un término que describe la forma tridimensional de una molécula, dado el número de pares solitarios y átomos unidos que rodean un átomo central. Todos los pares solitarios, pares de electrones no unidos, se utilizan para determinar la geometría de los pares de electrones y deben considerarse en la forma de la molécula debido a su acción repulsiva sobre los pares de electrones unidos. Esta repulsión entre electrones es lo que afecta los ángulos entre los átomos unidos y cualquier par solitario que rodea el átomo central. Estos ángulos, en lugar del número de átomos unidos al átomo central, definen la geometría molecular de las moléculas unidas covalentemente. Los gráficos que comparan la geometría de los pares de electrones y la geometría molecular se usan comúnmente para mostrar los efectos de los pares solitarios en la forma de la molécula, ya que las moléculas sin pares solitarios tienen la misma geometría molecular y de pares de electrones.

Se utiliza una teoría simple de cómo se comportan los electrones al predecir la forma de una molécula. La teoría de la Repulsión del par de electrones de valencia (VSEPR) establece que los pares de electrones de valencia unidos y solitarios se posicionarán lo más separados posible. Utilizando esta teoría, la forma geométrica de compuestos moleculares simples puede determinarse con precisión. Se necesitan otros métodos, como la cristalografía de rayos X, cuando se describe la forma de las moléculas orgánicas complejas, incluido el material genético y las proteínas.

La molécula más simple tiene un átomo central con dos átomos adicionales unidos. Según la teoría VSEPR, los dos átomos unidos se posicionarán lo más separados posible, lo que dará como resultado una forma molecular lineal. Los ángulos entre los enlaces son 180 grados. Moléculas unidas covalentemente con tres átomos que rodean un átomo central y ningún par solitario tiene una forma plana trigonal. Esta molécula tiene ángulos de 120 grados entre los tres átomos unidos y se encuentra plana en un solo plano.

Para colocar cada átomo unido lo más separado posible, una molécula con cuatro átomos que rodean un átomo central y ningún par solitario tiene una forma tetraédrica. Cada ángulo de enlace es de 109.5 grados, formando un tetraedro con el átomo central en el interior. De la misma manera, con cada átomo adicional unido al átomo central, la forma cambia a medida que los átomos unidos se alejan unos de otros. Con la presencia de pares solitarios, la geometría molecular del átomo cambia, ya que el par solitario también ejerce repulsión. Una molécula con tres átomos y un par solitario que rodea un átomo central tendrá una forma piramidal trigonal, con el átomo central en la parte superior de la pirámide y los tres átomos unidos empujados por el par solitario a una posición debajo del átomo central.