Tema 1: Reglas de Lewis

Las estructuras, diagramas o frmulas de Lewis de una molcula son representaciones bidimensionales sencillas del esqueleto o conectividad de los tomos en la molcula y de la posicin de los electrones enlazantes y no enlazantes. Tienen como finalidad explicar el enlace covalente mediante la comparticin de uno o ms pares de electrones entre dos tomos con el objeto de cerrar capa y conseguir as la mxima estabilidad.Reglas para obtener la estructura de Lewis1. Elegir el tomo central, que ser generalmente el menos electronegativo, exceptuando el H (y generalmente el F) que siempre son terminales porque solo pueden formar un enlace. En los compuestos orgnicos siempre es el C (excepto en los teres).

2. Alrededor del tomo central se sitan los dems (ligandos) de la forma ms simtrica posible. En los oxcidos, generalmente el H se une al O. (En CO y NO, C y N son centrales)

3. Calcular el nmero total de electrones de valencia de todos los tomos, aadiendo la carga neta si la hay (ejemplos: si la carga neta es -2, aadir dos electrones; si la carga neta es +1, restar un electrn). Tendremos as el nmero total de electrones para asignar a enlaces y tomos.4. Dibujar un enlace entre cada par de tomos conectados, asignando a cada enlace un par de electronesque se irn restando del total.5. Comenzando por los ligandos y terminando en el tomo central, asignar los electrones restantes, en forma de pares, a cada tomo hasta cerrar capa. El H cierra con 2. En general los tomos centrales del 2 perodo cierran con 8 electrones, excepto Be con 4 y B con 6. Si hay algn electrn desapareado ste se representa por un solo punto, que se situar lgicamente en el tomo central (en este caso la molcula tiene momento magntico y es paramagntica).En el proceso de asignacin de electrones, una vez comenzada la asignacin a un tomo no se termina con l hasta que se le cierre su capa, tal como se puede observar en el etino.

6. Calcular la carga formal de cada tomo comenzando por el central. La carga formal es la carga hipottica que tiene cada tomo en la estructura de Lewis y se obtiene por diferencia entre los electrones de valencia del tomo libre y los asignados en la estructura a dicho tomo, es decir:qf= n e-valencia (n e-no enlazantes + n e-enlaces)O de una forma an ms simple:qf= n e-valencia (n e-no enlazantes + n enlaces)Las cargas formales se indican mediante un signo y nmero encerrado en un crculo sobre el tomo. No se indican las cargas formales nulas.La carga formal neta debe coincidir con la carga de la molcula.7. Si la carga formal del tomo central es igual a la carga neta de la molcula o si es negativa, entonces la estructura es correcta y se termina aqu el proceso. cierra con 6 electrones.8. En caso contrario, modificar la estructura formando un doble enlace entorno al tomo central desplazando un par no enlazante del ligando negativo al tomo central, lo que cancela un par de cargas formales, una negativa y otra positiva.

Repetir este proceso hasta:a) Si el tomo central es del 2 perodo: ste cierre capa (o si el nmero de electrones es impar, cierre con un electrn de menos).Es el caso del O3, CO, NO, HCOOH, NO3 y C2H2. Aunque se pudieran formar ms doblesenlaces en algunos casos, no es posible porque el tomo central ya cierra capa. En el NO, el Ncierra con siete electrones.b) Si el tomo central es del 3 o ms perodos: ste tenga carga formal nula o se hayan formado dos dobles enlaces (se rodean de ms de ocho electrones por tener orbitales d disponibles).9. Se prefiere la estructura sin cargas o con la mnima carga formal, o con el menor nmero de tomos con carga formal. Las estructuras con cargas formales del mismo signo en tomos adyacentes son poco probables. Si debe tener carga formal, se prefiere que la carga negativa se site en el tomo ms electronegativo.10. Aparece el fenmeno de resonancia cuando se pueden escribir estructuras de Lewis equivalentes para una molcula, es decir, cuando el desplazamiento del par no enlazante para formar un doble enlace del paso 8 se puede realizar desde dos o ms ligandos idnticos. Cada una de esas estructuras es una forma resonante, que se separan entre ellas mediante una flecha doble, siendo la estructura real de la molcula una mezcla de todas ellas, un hbrido de resonancia. De esta forma se obtienen dobles enlaces deslocalizados y rdenes de enlace (fraccionarios) iguales entre cada par de tomos idnticos, en concordancia con los datos experimentales. Cuntas ms formas resonantes presente una molcula, menor ser la energa de la misma.