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440 CAPÍTULO 10 Enlace químico II: Geometría molecular e hibridación de orbitales atómicos

1
2
b) La confi guración electrónica para el estado fundamental del Al es [Ne]3s 3p . Por lo
tanto, el átomo de Al tiene tres electrones de valencia. La estructura de Lewis para el
AlI 3 es:
I O
SS
IOAlOI O S
S O A
O O
Hay tres pares de electrones alrededor de Al, por lo tanto, la distribución de los pares de
2
electrones es plana trigonal. Podemos concluir que el Al utiliza orbitales híbridos sp en
2
los enlaces con el I debido a que los orbitales sp tienen una disposición trigonal plana
(vea la tabla 10.4). El diagrama orbital para el estado fundamental del átomo de Al es
hg h
AlI 3 3s 3p
Al promover un electrón 3s al orbital 3p obtenemos el siguiente estado excitado:

h h h
3s 3p
2
Entonces, los orbitales 3s y 3p se mezclan para formar tres orbitales híbridos sp

h h h
2
orbitales sp orbital
vacío 3p
2
Los orbitales híbridos sp se traslapan con los orbitales 5p del I para formar tres enlaces
covalentes Al—I. Predecimos que la molécula de AlI 3 es trigonal plana y que todos los
ángulos IAlI son de 120°.
2
3
c) La confi guración electrónica para el estado fundamental del P es [Ne]3s 3p . Por lo
tanto, el átomo de P tiene cinco electrones de valencia. La estructura de Lewis del PF 3
es
S O O O
FOPOFS
O A
S FS
O
Hay cuatro pares de electrones alrededor del P, por lo tanto, la distribución de los pares
3
de electrones es tetraédrica. Concluimos que el P utiliza orbitales híbridos sp en sus
3
enlaces con el F, debido a que los orbitales sp tienen una distribución tetraédrica (vea la
tabla 10.4). Se puede deducir que el proceso de hibridación tiene lugar como sigue: el
PF 3
diagrama orbital del átomo de P en el estado fundamental es
hg h h h
3s 3p
3
Al mezclar los orbitales 3s y 3p, obtenemos 4 orbitales híbridos sp .

h h h hg
orbitales sp 3
3
Como en el caso del NH 3 , uno de los orbitales híbridos sp se utiliza para acomodar el
3
par libre en el P. Los otros tres orbitales híbridos sp forman enlaces covalentes P—F
con los orbitales 2p del F. Podemos decir que la geometría de la molécula será piramidal
Problemas similares: 10.31, 10.33. trigonal; el ángulo FPF debe ser un poco menor de 109.5°.
Ejercicio de práctica Determine el estado de hibridación de los átomos subrayados en los
siguientes compuestos: a) SiBr 4 y b) BCl 3 .