Geometría molecular tetraédrica

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Estructura ideal de una molécula teraédrica con un átomo central de color rosa.
El metano (CH 4 ) es una molécula tetraédrica, con ángulos de enlace de 109º

La geometría molecular tetraédrica es un tipo de geometría molecular en la que un átomo central se encuentra en el centro enlazado químicamente con cuatro sustituyentes que se encuentran en las esquinas de un tetraedro. Algunos ejemplos de especies químicas con esta geometría son el metano (CH4), el ion amonio (NH4+), o los aniones sulfato (SO42-) y fosfato (PO43-).

Ángulos de enlace y simetría[editar]

Los ángulos de enlace cumplen la condición cos σ = −1/3

por lo que σ = cos−1(−1/3)     y por tanto σ ≈ 109,5°, cuando los cuatro sustituyentes son iguales, como en el CH4. Esta geometría molecular es común en todos los elementos químicos de la primera mitad de la tabla periódica. El tetraedro perfectamente simétrico pertenece al grupo puntual Td, pero la mayoría de las moléculas tetraédricas no poseen tan alta simetría porque los cuatro sustituyentes no son iguales. Las moléculas tetraédricas puede ser quirales si poseen los cuatro sustituyentes diferentes.

Ejemplos[editar]

Elementos representativos[editar]

La práctica totalidad de los compuestos orgánicos saturados, y la mayoría de los compuestos de Si, Ge, y Sn son tetraédricos. A menudo, las moléculas tetraédricas muestran enlaces múltiples a ligandos exteriores, como en tetróxido de xenón (XeO4), el ion perclorato (ClO4-), el ion sulfato (SO42-) o el ion fosfato (PO43-). El trifluoruro de tiazilo, SNF3 es tetraédrico, con un triple enlace azufre-nitrógeno.[1]

El amoníaco (NH3) puede ser clasificado como tetraédrico, si se tiene en cuenta el par solitario como un ligando como en el lenguaje de la teoría RPECV, pero es más conveniente considerar la molécula como piramidal trigonal. Los ángulos H-N-H son 107°, algo menores del valor teórico 109,4°, una diferencia atribuida a la influencia del par solitario.

Estructura del agua[editar]

Los ejemplos más simples de moléculas orgánicas mostrando carbono invertido son los propelanos más pequeños, por ejemplo, el [1.1.1]propelano, o en general, o más en general los paddlanos,[2] y piramidanos[3] [4] Estas moléculas poseen típicamente tensión estructural, lo que da como resultado una mayor reactividad.

Referencias[editar]

  1. G. L. Miessler and D. A. Tarr. Inorganic Chemistry (3rd edición). Pearson/Prentice Hall. ISBN 0-13-035471-6. 
  2. International Union of Pure and Applied Chemistry. "paddlanes". «Compendium of Chemical Terminology» Versión en línea (en inglés).
  3. Joseph P. Kenny, Karl M. Krueger, Jonathan C. Rienstra-Kiracofe, and Henry F. Schaefer III (2001). «C5H4: Pyramidane and Its Low-Lying Isomers». J. Phys. Chem. A 105 (32):  pp. 7745–7750. doi:10.1021/jp011642r. 
  4. Lewars E. (1998). «Pyramidane: an ab initio study of the C5H4 potential energy surface». Journal of Molecular Structure: THEOCHEM 423 (3):  pp. 173–188. doi:10.1016/S0166-1280(97)00118-8.