Química - Geometría electrónica y molecular

               La geometría molecular se refiere a la disposición tridimensional de los átomos que constituyen una molécula. Es un determinante de muchas de las propiedades del compuesto como la polaridad, el color, el magnetismo o la función biológica. Si bien pueden determinarse las geometrías moleculares por técnicas físicas o por métodos semiempíricos, pueden predecirse conociendo el modo en el que se enlazan los átomos y los postulados de la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (TRePEV).

               La TRePEV tiene como premisa el hecho de que los electrones de valencia de un átomo, tanto los enlazantes como los no enlazantes (pares libres), se repelen mutuamente por lo que modifican espacialmente la estructura de la molécula que forman para minimizar la fuerza de dicha repulsión y estabilizar el compuesto. Se trata de conseguir en los electrones de valencia la menor energía posible.

               La repulsión es del tipo culombiana (electrostática) y existen en la molécula al menos tres tipos:

                              1. La repulsión par no enlazante - par no enlazante
                              2. La repulsión par no enlazante - par enlazante
                              3. La repulsión par enlazante - par enlazante

               Los pares no enlazantes repelen más que los pares enlazantes, es decir que un par de electrones libres tiene más fuerza repulsiva que un par de electrones compartido entre dos núcleos atómicos. Entonces, el ángulo de enlace que existirá entre dos pares no enlazantes será mayor que el que exista entre un par no enlazante y un par enlazante y este, a su vez, será mayor que el formado por dos pares enlazantes que se están repeliendo.

               Los postulados de la teoría son, según lo explicado:

           1) Los electrones de valencia del átomo central de una molécula o ion, en general, se distribuyen de a pares a su alrededor.

           2) Los pares electrónicos se repelen entre sí. Por eso se orientan de tal modo que ocupan en el espacio las posiciones que se encuentren a la mayor distancia posible, lo que reduce al mínimo la repulsión entre ellos. De este modo se logra una mayor estabilidad.

           3) Los pares de electrones libres se repelen con mayor fuerza que los pares compartidos. Por eso ocupan más espacio.

           4) El efecto sobre la geometría de los pares compartidos simples (comunes o dativos), dobles o triples es equivalente. En otras palabras, dobles o triples que rodean al átomo central se consideran como simples a los fines de la energía de repulsión que muestran.

           5) Al aumentar la electronegatividad de los átomos periféricos, la energía de repulsión de los pares enlazantes disminuye y el ángulo de enlace se reduce.

           6) La TRePEV tiene sentido cuando una molécula cuenta con tres núcleos atómicos o más

           7) Según la disposición espacial de la molécula, esta adquiere determinada polaridad molecular (distinto de la polaridad de enlace). La molécula será apolar o presentará un dipolo permanente. Un enlace que no es polar puede estar presente en una molécula polar según como se dispongan los átomos que la compongan.

               La geometría electrónica es la forma en la que los electrones se disponen en el espacio, considerando todos los pares de valencia del átomo central. Generalmente coincide con la geometría molecular pero no siempre.