Ion de yodato (IO3-). ¿Es polar o no polar?

Question

Estoy tratando de averiguar la forma del ión yodato o $ \ce {IO3^-}$ . No importa cuántas veces lo dibuje, sigo recibiendo yodo en el centro, y 3 átomos de oxígeno rodeándolo, 2 con enlaces simples, y 1 con un enlace doble. Esto lo convertiría en una forma plana trigonal. Significaría que no es una forma "doblada".

Fui a revisar dos veces en Internet, y ahora estoy confundido. En Wikipedia dice que es de hecho polar y con forma piramidal.

¿Por qué el yodo tiene un par de electrones solitarios en su caparazón? ¿Por qué no se combina con uno de los átomos de oxígeno para hacer un doble enlace?

Answer 1

Observando las cargas formales de los átomos, cada oxígeno tiene una carga de -2. Con el electrón añadido, el yodo tiene una carga formal de +5. Esto deja 2 electrones en la capa de valencia para el par solitario. Así que hay 4 elementos (3 oxígenos y un par solitario) para colocar alrededor del átomo de yodo, dándole una forma tetraédrica. Como cada oxígeno tiene la misma carga de -2, debe haber 2 enlaces con cada oxígeno. El electrón extra se coloca en la molécula, no en el átomo de yodo. Como tiene una forma tetraédrica con una esquina diferente (par solitario), tiene un dipolo (como el amoníaco).

Answer 2

Para dibujar estructuras de moléculas, siempre recomiendo seguir estos cuatro cálculos:

1. Cuenta el número de electrones que tenemos.

   $7 + 3 \cdot 6 + 1 = 26$ (yodo, tres oxígenos y una carga negativa).

2. ¿Cuántos electrones son necesarios para todos los átomos para obtener un octeto?

   $4 \cdot 8 = 32$ (cuatro átomos no de hidrógeno, cada uno quiere ocho)

3. ¿Cuántos electrones nos faltan? Necesitamos compartirlos, es decir, hacer enlaces con ellos:

   $32 - 26 = 6$ (es decir: tres bonos; ya sean tres simples o un simple y un doble o un triple)

4. ¿Cuántos electrones podemos distribuir como pares solitarios? Son aquellos que no son necesarios para el enlace:

   $26 - 6 = 20$ (lo que nos da diez pares solitarios)

Ahora sabemos que tenemos tres enlaces y que el yodo es el átomo central. La única manera de hacerlo es tener un solo enlace con cada oxígeno. La distribución de los pares solitarios es trivial ya que sólo hay uno que dará a cada átomo un octeto. A continuación se asignan las cargas formales. Observa que cada oxígeno parece tener siete electrones en lugar de seis, por lo que obtienen un menos formal. El yodo parece tener cinco en lugar de siete, por lo que obtiene un dos más formal.

Ahora, considera el entorno del yodo. Hay tres enlaces y un par solitario. Es no puede  ser planar ya que los pares solitarios siempre quieren el mayor carácter s posible. (El mayor carácter s teóricamente posible se conseguiría con $90^\circ$ ángulos y el yodo utilizando sólo los orbitales p para el enlace. Creo recordar una cantidad no nula de hibridación para relajar la geometría).

Como la molécula no es plana, su grupo puntual debe ser $C_{3\mathrm{v}}$ . Y como $C_{3\mathrm{v}}$ no contenga un centro de inversión o una rotación inadecuada, se debe sea polar, es decir, que debe  tienen un momento dipolar no nulo.

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Como nota adicional, un solo doble enlace a uno de los oxígenos no tiene sentido. Hay demasiados electrones para que eso ocurra. Tradicionalmente, se consideraba que la molécula tenía dos dobles enlaces a dos de los tres oxígenos e invocar la hibridación d-orbital para el yodo. Esto daría lugar a diez electrones de enlace y 16 electrones de par solitario; dos oxígenos habrían renunciado a un par solitario cada uno para el enlace. Sin embargo, este punto de vista debería considerarse obsoleto, ya que los orbitales d están energéticamente demasiado alejados para participar en el enlace de los átomos no metálicos.

Answer 3

En los iones de yodato hay tres dobles enlaces entre el yodo y el oxígeno y hay presencia de un par solitario.El yodo es el átomo central.La forma de la molécula se puede ver como piramidal con las esquinas de la base triángulo ser átomos de oxígeno y yodo en la parte superior.Y no hay significado para la polaridad de los iones, ya que ya tienen una carga y por lo tanto polar.