La fórmula plana esconde la molécula real
Teoría de repulsión de pares (TRPEV): los electrones se odian
La idea central es simple: los pares de electrones de la capa de valencia están cargados negativamente y se REPUNT entre sí, así que se acomodan lo más separados posible alrededor del átomo central. Esa búsqueda de máxima distancia FIXA la geometría. Los pares enlazantes (los que comparten dos átomos) y los pares solitarios (los que no comparten) "compiten" por espacio, pero los solitarios empujan MÁS porque están más cerca del núcleo propio. Por eso un par solitario cierra más el ángulo entre enlaces: el metano, con cero solitarios, tiene ángulos de 109.5°, pero el amoniaco (1 solitario) baja a 107° y el agua (2 solitarios) baja a 104.5°.
Cómo predecir la forma en cuatro pasos
- Cuenta los electrones de valencia y dibuja la estructura de Lewis (los puntos alrededor de cada símbolo).
- En el átomo central, suma DOMINIOS de electrones: cada enlace (simple, doble o triple cuenta como UNO) más cada par solitario.
- Si TODOS los dominios son enlaces, esa es la forma. Si hay solitarios, nómbralos aparte (ver tabla) y dobla los ángulos.
Tabla de geometrías según dominios
| Dominios | Solitarios | Geometría | Ángulo | Ejemplo |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 0 | Lineal | 180° | CO₂ |
| 3 | 0 | Trigonal plana | 120° | BF₃ |
| 3 | 1 | Angular (en V) | ≈ 120° | SO₂ |
| 4 | 0 | Tetraédrica | 109.5° | CH₄ |
| 4 | 1 | Pirámide trigonal | ≈ 107° | NH₃ |
| 4 | 2 | Angular (en V) | ≈ 104.5° | H₂O |
Ejemplo resuelto: por qué el CO₂ no es polar pero el agua sí
Ambos son "triátómicos" y ambos tienen enlaces polares, pero el resultado es opuesto:
- CO₂: el carbono tiene dos dobles enlaces y CERO solitarios → 2 dominios → LINEAL (180°). Los dos enlaces C=O son polares pero apuntan en sentidos contrarios: se cancelan. Molécula NO POLAR.
- H₂O: el oxígeno tiene dos enlaces O–H y DOS solitarios → 4 dominios → ANGULAR. Los enlaces polares ya no se cancelan porque forman una "V": queda un dipolo neto. Molécula POLAR.
Polaridad de enlace vs polaridad de molécula
- Un ENLACE es polar si los átomos tienen diferente electronegatividad: los electrones se van más hacia uno, creando un dipolo (δ+ y δ−). El HF tiene un enlace muy polar.
- Una MOLÉCULA es polar si el conjunto de dipolos no se cancela por simetría. El CCl₄ tiene enlaces polares pero geometría tetraédrica perfecta: se cancelan y la molécula es no polar.
Fuerzas intermoleculares: los "pegamentos" entre moléculas
Un enlace químico (dentro de la molécula) es fortísimo; las fuerzas ENTRE moléculas son mucho más débiles, pero son las que deciden si una sustancia es gas, líquido o sólido a temperatura ambiente, y su punto de ebullición. Hay tres tipos, ordenados de más débil a más fuerte: fuerzas de dispersión de London (en TODAS las moléculas, por dipolos momentáneos), dipolo-dipolo (entre moléculas polares) y el caso especial y potentísimo del puente de hidrógeno (cuando H está unido a F, O o N).
Puente de hidrógeno: el caso que hace posible la vida
El enlace H unido a F, O o N es tan polar que el hidrógeno queda casi desnudo (δ+ fuerte) y es jalado con fuerza por el par solitario de un F, O o N de OTRA molécula. Ese "pegamento" es el puente de hidrógeno. Es responsable de que el agua hierva tan alto para su tamaño, de que el hielo flote (estructura abierta menos densa), de la doble hélice del ADN✦ (los peldaños se unen por puentes de hidrógeno) y del aroma de tu café.
Escala comparativa de puntos de ebullición
| Sustancia | Masa (g/mol) | P. ebullición | Fuerza dominante |
|---|---|---|---|
| CH₄ (metano) | 16 | −161 °C | solo London (no polar, bajísima) |
| HCl | 36 | −85 °C | dipolo-dipolo |
| H₂S | 34 | −60 °C | dipolo-dipolo débil |
| H₂O | 18 | 100 °C | puente de hidrógeno (¡con menos masa!) |
"Semejante disuelve a semejante"
Las sustancias se disuelven cuando sus fuerzas intermoleculares se parecen. El agua (polar) disuelve sal y azúcar (polares/iónicos) pero NO aceite (apolar); por eso el agua y el aceite se separan. Un solvente apolar como la gasolina disuelve grasas pero no azúcar. Esta regla, hija directa de la polaridad, gobierna desde el jabón hasta la extracción de cafeína.
Básico
La geometría de la molécula de agua (H₂O) es:
El puente de hidrógeno ocurre cuando H está unido a F, O o N.
Las fuerzas intermoleculares son mucho más que los enlaces químicos, y deciden el estado y el punto de ebullición.
Intermedio
Une cada molécula con su geometría:
¿Cuántos DOMINIOS de electrones (enlaces + pares solitarios) tiene el átomo central en el amoniaco NH₃? Entero.
Para saber si una molécula es polar:
Coloca los elementos en orden y pulsa Comprobar.
Avanzado
Se comparan HF y HCl. La afirmación con ERROR es:
Marca la línea o las líneas con error y pulsa Comprobar.
Explica por qué el etanol (C₂H₅OH) se mezcla con agua en cualquier proporción mientras que el etano (C₂H₆) es un gas insoluble, usando los conceptos de geometría, polaridad y puente de hidrógeno.
Se evalúa identificar el grupo –OH del etanol (polar, formador de puentes de hidrógeno con el agua) frente al etano apolar con solo fuerzas de London, y ligarlo a la miscibilidad.
Tu texto se guarda sólo en este dispositivo.
Aplicaciones reales
- Detergentes y jabones: moléculas con una cabeza polar y una cola apolar que unen agua y grasa; su diseño es pura polaridad controlada.
- ADN y sus hebras: los peldaños (pares de bases) se sostienen con puentes de hidrógeno, lo bastante fuertes para mantener la estructura y lo bastante débiles para "deszipar" en la replicación.
- Sabor y olor: una molécula solo llega a tu nariz si es volátil, y la volatilidad depende de sus fuerzas intermoleculares; el mentol, la vainilla y el café se explican así.
Errores frecuentes
- Decir que el agua es lineal: es ANGULAR, y ahí está su polaridad.
- Creer que enlaces polares implican molécula polar: hay que sumar vectores.
- Confundir romper el ENLACE O–H con hervir el agua (al hervir solo se vencen puentes de hidrógeno, no enlaces).
- Olvidar los pares solitarios al contar dominios.
Conexiones con otros aprendizajes
La geometría nace de los electrones de valencia de la U1; la polaridad explica las disoluciones y el pH de la U4; y las fuerzas intermoleculares anticipan por qué las biomoléculas (azúcares, proteínas, ADN) tienen la forma y función que estudiarás en biología.
Khan Academy · Enlaces y geometríasPráctica de Lewis, TRPEV y polaridad.
Tarjetas de forma y polaridad
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Predecir forma, polaridad y propiedades
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