9.2
Los Símbolos de Lewis y la Regla del Octeto
Un enlace químico implica el intercambio o la transferencia de electrones de valencia entre dos o más átomos, lo que conduce a la disminución de la energía potencial, un factor que contribuye a la formación de enlaces. El proceso de formación de enlaces utilizando electrones de valencia se explica mediante el modelo de Lewis. En el modelo de Lewis, cada electrón de valencia un punto que rodea de un átomo del bloque s o p se simboliza como la abreviatura del elemento, llamado símbolo de Lewis.
El oxígeno, por ejemplo, tiene la configuración electrónica de 1s2, 2s2, 2p4 y, por tanto, seis electrones de valencia. Los primeros cuatro puntos se colocan a cada lado del símbolo de oxígeno, un punto en cada dirección. Los dos electrones de valencia restantes se colocan en otros dos lados alrededor del átomo.
Cada lado es equivalente y puede adquirir un máximo de dos electrones. El número de puntos no apareados representa el número de enlaces que puede formar cada átomo de ese elemento. Los elementos del último grupo, como el neón, son gases nobles y no participan fácilmente en los enlaces químicos.
Los gases nobles tienen altas energías de ionización y son muy estables dada su configuración electrónica de una capa más externa completa. El símbolo de Lewis para el neón tiene ocho puntos, dos puntos en cada lado, que representan la configuración de los electrones llenos;en otras palabras, un octeto. La regla del octeto establece que un átomo tiende a perder, ganar o compartir electrones en forma de enlaces hasta que se alcanza una configuración electrónica estable, un octeto.
Considere el dióxido de carbono. El carbono tiene cuatro electrones desapareados y el oxígeno dos. El número de electrones desapareados representa el número de electrones necesarios para alcanzar un octeto.
Por lo tanto, el carbono comparte dos electrones con un oxígeno y los otros dos electrones con el otro oxígeno, de modo que cada átomo puede alcanzar un octeto. El hidrógeno y el helio son una excepción a la regla del octeto, ya que solo tienen un orbital s que puede contener solo 2 electrones;entonces se dice que el hidrógeno o el helio logran un dúo.
Los enlaces químicos son interacciones complejas entre dos o más átomos o iones que reducen la energía potencial de la molécula. Gilbert N. Lewis desarrolló un modelo llamado el modelo de Lewis que simplificó la representación de la formación de enlaces químicos y proporcionó explicaciones directas para los enlaces químicos vistos en la mayoría de los compuestos comunes.
Modelo Lewis
El modelo de Lewis representa la formación de los enlaces químicos mediante el uso compartido o la transferencia de electrones de valencia, lo que ayuda a lograr una configuración electrónica estable. Un enlace iónico se forma cuando los electrones se transfieren entre un metal y un no metal, mientras que un enlace covalente se forma cuando los electrones se comparten entre dos no metales.
El modelo de Lewis se utiliza únicamente para describir las formaciones de enlace sin tener en cuenta los cambios de energía asociados con las atracciones y repulsiones entre electrones y núcleos en átomos vecinos. Aunque estas interacciones son fundamentales para el enlace químico, la determinación exacta de los valores es compleja. En cambio, Lewis diseñó dibujos especiales para representar enlaces químicos usando electrones de valencia, llamados símbolos de Lewis.
Símbolos de Lewis
Los símbolos de Lewis describen las configuraciones electrónicas de valencia de átomos e iones monatómicos. Un símbolo de Lewis consiste en un símbolo elemental rodeado por un punto para cada uno de sus electrones de valencia. Por ejemplo, el sodio tiene un electrón de valencia, por lo que se dibuja un punto alrededor del símbolo Na.
Para los elementos del grupo principal, el número de electrones de valencia se indica mediante el número que acompaña a la letra del grupo en la tabla periódica. Por ejemplo, el litio (Li) pertenece al grupo IA y tiene un electrón; el berilio (Be) es un elemento del grupo IIA y tiene dos electrones de valencia.
Hay excepciones al modelo Lewis. En el helio, el número de electrones de valencia no es el mismo que el número de grupo. Los metales de transición, lantánidos y actínidos tienen capas interiores parcialmente llenas; por lo tanto, no pueden ser escritos en simples símbolos de punto de Lewis.
La regla de octeto
Las moléculas halógenas (F2, Br2, I2 y At2) forman enlaces como los de la molécula de cloro: Un enlace único entre átomos y tres pares de electrones solitarios por átomo. Esto permite que cada átomo halógeno tenga una configuración electrónica de gas noble. La tendencia de los átomos del bloque s o p a formar suficientes enlaces para obtener ocho electrones de valencia se conoce como la regla de octeto. La regla del octeto predice las combinaciones de átomos que tendrán menor energía potencial cuando se unan.
El número de enlaces que un átomo puede formar puede predecirse a menudo a partir del número de electrones necesarios para alcanzar un octeto (ocho electrones de valencia); esto es especialmente cierto en el caso de los no metales del segundo período de la tabla periódica (C, N, O y F).
- Los elementos del grupo 14 tienen cuatro electrones en su capa más externa y, por lo tanto, requieren cuatro electrones más para alcanzar un octeto. Estos cuatro electrones se pueden ganar formando cuatro enlaces covalentes, como el carbono en CH4 (metano) y el silicio en SiH4 (silano).
- Los elementos del grupo 15, como el nitrógeno, tienen cinco electrones de valencia en el símbolo atómico de Lewis: Un par solitario y tres electrones no apareados. Estos átomos forman tres enlaces covalentes, como en NH3 (amoníaco).
- Los elementos del grupo 16, como el oxígeno y otros átomos, obtienen un octeto formando dos enlaces covalentes, como el enlace con dos átomos de hidrógeno en H2O (agua).
Hay excepciones a la regla de octeto. Debido a que el hidrógeno sólo necesita dos electrones para llenar su capa de valencia, es una excepción a la regla del octeto. En este caso, se dice que el hidrógeno ha alcanzado un dúo. Los elementos de transición y los elementos de transición internos tampoco siguen la regla de octeto.
Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Capítulo 7.3: Símbolos y estructuras de Lewis.
Un enlace químico implica el intercambio o la transferencia de electrones de valencia entre dos o más átomos, lo que conduce a la disminución de la energía potencial, un factor que contribuye a la formación de enlaces. El proceso de formación de enlaces utilizando electrones de valencia se explica mediante el modelo de Lewis. En el modelo de Lewis, cada electrón de valencia un punto que rodea de un átomo del bloque s o p se simboliza como la abreviatura del elemento, llamado símbolo de Lewis.
El oxígeno, por ejemplo, tiene la configuración electrónica de 1s2, 2s2, 2p4 y, por tanto, seis electrones de valencia. Los primeros cuatro puntos se colocan a cada lado del símbolo de oxígeno, un punto en cada dirección. Los dos electrones de valencia restantes se colocan en otros dos lados alrededor del átomo.
Cada lado es equivalente y puede adquirir un máximo de dos electrones. El número de puntos no apareados representa el número de enlaces que puede formar cada átomo de ese elemento. Los elementos del último grupo, como el neón, son gases nobles y no participan fácilmente en los enlaces químicos.
Los gases nobles tienen altas energías de ionización y son muy estables dada su configuración electrónica de una capa más externa completa. El símbolo de Lewis para el neón tiene ocho puntos, dos puntos en cada lado, que representan la configuración de los electrones llenos;en otras palabras, un octeto. La regla del octeto establece que un átomo tiende a perder, ganar o compartir electrones en forma de enlaces hasta que se alcanza una configuración electrónica estable, un octeto.
Considere el dióxido de carbono. El carbono tiene cuatro electrones desapareados y el oxígeno dos. El número de electrones desapareados representa el número de electrones necesarios para alcanzar un octeto.
Por lo tanto, el carbono comparte dos electrones con un oxígeno y los otros dos electrones con el otro oxígeno, de modo que cada átomo puede alcanzar un octeto. El hidrógeno y el helio son una excepción a la regla del octeto, ya que solo tienen un orbital s que puede contener solo 2 electrones;entonces se dice que el hidrógeno o el helio logran un dúo.
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