¿Por qué los enlaces simples, dobles y triples ejercen la misma cantidad de repulsión entre sí?

Question

Estoy aquí para compartir contigo algo que me confunde totalmente, ya que no logro ver la lógica detrás de ello, y mi profesor tampoco lo sabe.

Tomemos un conjunto de enlaces que es piramidal trigonal, con un par solitario y tres enlaces. El ángulo entre los enlaces es de 107 grados.

Ahora, la parte donde me confundo es si, digamos, tenemos un enlace doble y dos enlaces simples (Sé que esto hace que el átomo tenga 10 electrones, pero solo ignóralo. No es el punto).

En mi cerebro, sería lógico pensar que los enlaces dobles, conteniendo cuatro electrones, se repelerían más que un enlace simple, que solo contiene dos. Sin embargo, según lo que he aprendido, eso no sucede. ¿Qué es eso?

Answer 1

La forma en que has aprendido a predecir las geometrías moleculares se llama la teoría VSEPR. Como todas las teorías, hace suposiciones y tiene cierto número de limitaciones. El problema sobre el que estás preguntando es una de esas limitaciones.

Cuando se trata de predecir la geometría de las moléculas con VSEPR, se deben tratar los enlaces múltiples como una única entidad. Sin embargo, la geometría obtenida es tan solo una primera aproximación, o geometría "idealizada". De hecho, los enlaces múltiples inducen distorsiones en esta geometría ideal, bastante parecidas a lo que hacen los pares solitarios (supongo que ya lo sabes. Si no, bueno, verifica la página de Wikipedia enlazada anteriormente para "par solitario".) Citando de este curso en línea:

Los enlaces múltiples contienen una mayor densidad de carga electrónica que los enlaces simples, por lo que también representan dominios electrónicos más grandes ("globos más gordos"). Considera la estructura del fosgeno, Cl₂CO, que se muestra a continuación.

A partir de la estructura de Lewis del fosgeno, podríamos esperar una geometría trigonal planar con ángulos de enlace de 120°. Sin embargo, el doble enlace parece actuar de manera similar a un par de electrones no enlazantes, reduciendo el ángulo de enlace ClCCl de 120° a 111°. En general, los dominios electrónicos de los enlaces múltiples ejercen una mayor fuerza repulsiva sobre dominios electrónicos adyacentes que los enlaces simples.

Entonces: sí, los pares solitarios y los enlaces múltiples provocan desviaciones de las geometrías ideales de VSEPR. ¡Es bueno que lo hayas descubierto por tu cuenta!