EBAU Andalucía: química (junio 2021) pregunta B.3 (7254)

, por F_y_Q

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Sean las moléculas: \ce{BF3} , \ce{PH3} y \ce{CH4} .

a) Razona en cuál de ellas el átomo central presenta algún par de electrones sin compartir.

b) Justifica la geometría que presentan las moléculas \ce{BF3} y \ce{PH3} según la TRPECV.

c) Indica la hibridación que presenta el átomo central en \ce{CH4}.

P.-S.

a) Para poder saber en cuál de las moléculas el átomo central tiene un par de electrones sin compartir es necesario analizar las configuraciones electrónicas externas de los átomos centrales de cada molécula:

\ce{B\ (2s^2 2p^1)}
\ce{P\ (3s^2 3p^3)}
\ce{C\ (2s^2 2p^2)}

Tanto el boro como el carbono tienen el mismo número de electrones en su capa externa que de enlaces por lo que no pueden tener pares sin compartir. En el caso del fósforo no ocurre lo mismo. Tiene cinco electrones de valencia y solo forma tres enlaces, por lo que es el fósforo el átomo que tiene un par de electrones sin compartir.

b) Como el boro forma tres enlaces, con tres pares de electrones alrededor, lo hace con tres orbitales híbridos \ce{sp^2} que se disponen formando ángulos de 120^o. La geometría que presenta es triangular plana.

El fósforo debe distribuir cuatro pares de electrones en el espacio, tres de enlace y uno de no enlace, por lo que forma cuatro orbitales híbridos \ce{sp^3} y se disponen formando un tetraedro. La geometría de la molécula es de pirámide trigonal porque no coincide con la estructura electrónica al haber un par de electrones sin compartir.

c) Al formar cuatro enlaces debe disponer los pares de electrones en cuatro orbitales híbridos \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{sp^3}}}

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