Cuestión 2 · Química PAU Valencia Ordinaria 2021

a) Dibuje la estructura electrónica de Lewis de cada una de las tres moléculas. (0,6 puntos)

Solución: Estructuras de Lewis: - $\text{NH}_3$: El átomo central de $\text{N}$ se rodea de 3 enlaces covalentes simples con átomos de $\text{H}$ y conserva 1 par de electrones no enlazantes (solitarios). Cada $\text{H}$ tiene 2 electrones y el $\text{N}$ completa el octeto (8 electrones de valencia). - $\text{CH}_4$: El átomo central de $\text{C}$ forma 4 enlaces covalentes simples con 4 átomos de $\text{H}$, completando el octeto sin pares libres. - $\text{H}_2\text{CO}$: El átomo de $\text{C}$ forma 2 enlaces simples con los átomos de $\text{H}$ y un enlace doble con el oxígeno ($\text{C}=\text{O}$). El oxígeno conserva 2 pares de electrones no enlazantes, completando todos los octetos (12 electrones de valencia totales).

b) Geometría molecular del NH3

Solución: Piramidal trigonal

b) Geometría molecular del CH4

Solución: Tetraédrica

b) Geometría molecular del H2CO

Solución: Plana trigonal

b) Justificación de la geometría molecular (RPECV)

Solución: Según el modelo RPECV, los pares de electrones se sitúan lo más alejados posible para minimizar repulsiones. En $\text{NH}_3$ ($AX_3E$), 4 pares dan geometría electrónica tetraédrica y molecular piramidal trigonal. En $\text{CH}_4$ ($AX_4$), 4 pares de enlace dan geometría tetraédrica. En $\text{H}_2\text{CO}$ ($AX_3$), 3 nubes electrónicas dan geometría plana trigonal.

c) Hibridación del carbono en el CH4

Solución: $sp^3$