Ejercicio 2
Enunciado: Represento las moléculas N-O-F-Cl utilizando el diagrama de Lewis. A continuación, respondo y explico: ¿cuántos electrones de valencia comparten para formar una molécula?
Parte 2.a
Diagramas de Lewis de los átomos
- Determino los electrones de valencia de cada átomo según su grupo en la tabla periódica:
- Nitrógeno, grupo 15 (VA): 5 electrones de valencia.
- Oxígeno, grupo 16 (VIA): 6 electrones de valencia.
- Flúor, grupo 17 (VIIA): 7 electrones de valencia.
- Cloro, grupo 17 (VIIA): 7 electrones de valencia.
- Dibujo un punto por cada electrón de valencia alrededor del símbolo; los que están apareados forman pares libres y los singles son los que tienden a compartirse:
- N: 1 par + 3 electrones desapareados → \cdot\!\overset{\cdot\cdot}{\mathrm{N}}\!\cdot
- O: 2 pares + 2 electrones desapareados → \ddot{\mathrm{O}}{:} (con 2 puntos sueltos)
- F y Cl: 3 pares + 1 electrón desapareado → :\!\ddot{\mathrm{F}}\!\cdot
- Verifico la regla del octeto: cada átomo necesita 8 electrones en su última capa; por eso N necesita 3 electrones más, O necesita 2, y F y Cl necesitan 1 cada uno.
Parte 2.b
¿Cuántos electrones de valencia comparten?
- Para alcanzar el octeto, los átomos comparten los electrones desapareados de a pares (2 electrones = 1 enlace covalente):
- Nitrógeno comparte 3 pares → 3 \times 2 = 6 electrones de valencia compartidos.
- Oxígeno comparte 2 pares → 2 \times 2 = 4 electrones de valencia compartidos.
- Flúor comparte 1 par → 1 \times 2 = 2 electrones de valencia compartidos.
- Cloro comparte 1 par → 1 \times 2 = 2 electrones de valencia compartidos.
- Represento las moléculas diatómicas resultantes:
- \mathrm{N_2}: :\mathrm{N} \equiv \mathrm{N}: (triple enlace; comparten 6 e⁻)
- \mathrm{O_2}: :\ddot{\mathrm{O}} = \ddot{\mathrm{O}}: (doble enlace; comparten 4 e⁻)
- \mathrm{F_2}: :\ddot{\mathrm{F}} - \ddot{\mathrm{F}}: (enlace simple; comparten 2 e⁻)
- \mathrm{Cl_2}: :\ddot{\mathrm{Cl}} - \ddot{\mathrm{Cl}}: (enlace simple; comparten 2 e⁻)
- Compruebo el octeto en \mathrm{N_2}: cada N posee 2 (par libre) + 6 (compartidos) = 8 electrones. ✔
- Compruebo el octeto en \mathrm{F_2}: cada F posee 6 (pares libres) + 2 (compartidos) = 8 electrones. ✔
- Si los cuatro átomos formaran una sola molécula (NOFCl), la suma de electrones de valencia sería 5 + 6 + 7 + 7 = 25; al ser impar, siempre quedaría un electrón desapareado (radical), por lo que esa especie es inestable y lo habitual es hallarlos como moléculas diatómicas.
Respuesta
Cada par de átomos comparte 2 electrones: N comparte 6 e⁻ de valencia (3 pares), O comparte 4 e⁻ (2 pares) y F y Cl comparten 2 e⁻ cada uno (1 par), alcanzando así el octeto.
