3 QUIMICA Schaum

154 CAPÍTULO 9 ENLACE QUÍMICO Y ESTRUCTURA MOLECULAR
9.22. La molécula de POCl 3 tiene la forma de un tetraedro irregular, con el átomo de P en el centro. Se determina
que el ángulo de enlace Cl—P—Cl es 103.5°. Dé una explicación de la diferencia entre esta estructura y un
tetraedro regular.
El número RPECV del átomo de P es 4, por lo que los ángulos de enlace teóricos son 109°28¢. Sin embargo, la
estructura de Lewis del POCl 3 muestra que hay un enlace doble entre P y O. (Se permite que P rebase la regla del octeto,
por la disponibilidad de orbitales 3d.) La mayor densidad electrónica en el enlace P O hace que la repulsión entre los
enlaces P O y P—Cl sea mayor que entre dos enlaces P—Cl. El ángulo Cl—P—Cl disminuye y el ángulo Cl— P O
aumenta.
9.23. La molécula de PCl 5 tiene la forma de bipirámide trigonal (figura 9-42) y la de IF 5 tiene la forma de una pirámide
cuadrada (figura 9-43). Explique esta diferencia de formas.
Figura 9-42 Figura 9-43
Figura 9-44
Las estructuras de Lewis de los compuestos con enlaces sencillos (figura 9-44) indican que el número RPECV es 5
en el PCl 5 , para el cual se espera la estructura de bipirámide trigonal con ángulos de 90°, 120° y 180° (tabla 9-4). Sin
embargo, el par no compartido en el yodo eleva su número RPECV a 6, por lo que los ángulos de enlace son 90°. La estructura
de pirámide cuadrada del IF 5 se puede imaginar como la de un octaedro (figura 9-7) con el par no compartido dirigido
al vértice abajo del plano horizontal indicado. A causa de la repulsión del par no compartido, se espera que el átomo de
yodo esté un poco abajo del plano de la base de la pirámide.
9.24. ¿Cuál de los cuatro tipos de enlace C—C del naftaleno (figura 9-33) puede ser el más corto?
Las cuatro clases de enlaces carbono-carbono se representan con 1-2, 1-9, 2-3 y 9-10. (Todos los demás enlaces
carbono-carbono equivalen a uno de estos cuatro tipos. Por ejemplo, 6-7 equivale a 2-3, 7-8 equivale a 1-2, etc.) El enlace
con el mayor carácter de enlace doble debe ser el más corto. Entre las tres estructuras de resonancia de la figura 9-33, la
frecuencia de enlaces dobles para los diversos tipos de enlace es la siguiente: 2 en 1-2 [en a) y c)], 1 en 1-9 [en b)], 1 en
2-3 [en b)] y 1 en 9-10 [en c)]. Es de esperarse que el enlace 1-2 tenga el máximo carácter de enlace doble y que sea el más
corto. En forma experimental se confirma esta expectativa. Se ve que las cuatro clases de enlaces que se mencionaron al
principio tienen longitudes respectivas de 136.5, 142.5, 140.4 y 139.3 pm.
Observe que el método de contar la cantidad de estructuras de resonancia que contienen un enlace doble entre cierto
par de átomos de carbono es poco claro y no puede diferenciar entre los últimos tres tipos de enlace mencionados, cada
uno de los cuales tiene un enlace doble sólo en una estructura de resonancia. Aun dentro del marco de la teoría limitada de
resonancia, sería necesario conocer la contribución relativa de cada una de las dos estructuras equivalentes a) y b), y de la
estructura c), no equivalente.