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Estructuras de Lewis – carga formal, resonancia y enlaces dativos

QuímicaEnlace químicoEdades 15–16

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Construye estructuras de Lewis de 22 moléculas e iones (H₂O, NH₃, CO₂, CO, O₃, NO₃⁻, SO₄²⁻, ClO₃⁻, PCl₅, SF₆, XeF₄…): toca un enlace para cambiar su orden y toca un átomo para añadir pares solitarios. La simulación cuenta los electrones de valencia, comprueba la regla del octeto (admite el octeto incompleto del boro y octetos expandidos desde el periodo 3) y muestra la carga formal FC = V − N − B/2 de cada átomo para elegir la mejor estructura. El modo Resonancia dibuja las estructuras de CO₃²⁻, NO₃⁻, NO₂⁻, O₃, SCN⁻ y benceno con su híbrido; el modo Enlaces dativos forma NH₄⁺, H₃O⁺, H₃N→BF₃ y Al₂Cl₆, con diagramas de puntos y cruces.

Lección: Enlace covalente: estructuras de Lewis, regla del octeto, carga formal, resonancia y enlaces dativos (coordinados)

Qué muestra

Una estructura de Lewis muestra cómo se reparten los electrones de valencia de una molécula o un ion en pares enlazantes y pares solitarios. Cuenta los electrones de valencia, une los átomos con enlaces simples, completa los octetos de los átomos externos y coloca el resto en el átomo central; si este aún no tiene octeto, convierte pares solitarios en enlaces múltiples. Los átomos del periodo 3 pueden superar ocho electrones. Si varias estructuras son válidas, se prefiere la de cargas formales más cercanas a cero, con la carga negativa en el átomo más electronegativo. Las estructuras equivalentes son formas resonantes de un único híbrido deslocalizado.

Cómo usarla

En el modo Construir elige una Molécula, selecciona + par solitario o − par solitario y toca los átomos; toca un enlace para pasar de simple a doble y triple. Observa el recuento de electrones, los anillos de color del octeto y las cargas formales, y lee la tabla. Ver respuesta recorre las mejores estructuras. Cambia Dibujo a Puntos y cruces, prueba el modo Resonancia o usa Enlaces dativos y pulsa Reproducir.

Parámetros que puedes cambiar

  • Modo Construir estructuras de Lewis, Resonancia, Enlaces dativos
  • Molécula (modo Construir) Agua (H₂O), Amoníaco (NH₃), Metano (CH₄), Cianuro de hidrógeno (HCN), Metanal (H₂CO), Dióxido de carbono (CO₂), Monóxido de carbono (CO), Nitrógeno (N₂), Ozono (O₃), Dióxido de azufre (SO₂), Ion nitrito (NO₂⁻), Ion nitrato (NO₃⁻), Ion carbonato (CO₃²⁻), Ion sulfato (SO₄²⁻), Ion clorato (ClO₃⁻), Ion tiocianato (SCN⁻), Trifluoruro de boro (BF₃), Pentacloruro de fósforo (PCl₅), Hexafluoruro de azufre (SF₆), Tetrafluoruro de xenón (XeF₄), Ion amonio (NH₄⁺), Ion oxonio (H₃O⁺)
  • Especie (modo Resonancia) Ion carbonato (CO₃²⁻), Ion nitrato (NO₃⁻), Ion nitrito (NO₂⁻), Ozono (O₃), Ion tiocianato (SCN⁻), Benceno (C₆H₆)
  • Reacción (modo Enlaces dativos) NH₃ + H⁺ → NH₄⁺, H₂O + H⁺ → H₃O⁺, NH₃ + BF₃ → H₃N→BF₃, 2 AlCl₃ → Al₂Cl₆
  • Estilo de dibujo Estructura de Lewis (líneas de enlace), Diagrama de puntos y cruces
  • Mostrar cargas formales
  • Comprobación del octeto y pistas

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué se prefiere O=C=O a O≡C–O si en ambas todos los átomos tienen octeto?
  2. ¿Cuántas estructuras equivalentes tiene el ion nitrato y cuál es su orden de enlace N–O?
  3. ¿Por qué el azufre puede tener más de ocho electrones a su alrededor y el oxígeno no?

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