Regla del octeto y estructuras de Lewis

¿Cómo se dibuja el octeto de una molécula sencilla?

En la hoja del examen no te piden el orbital. Te piden cuántos puntos quedan sin compartir. Para eso basta contar los electrones de valencia y ver cuántos entran en enlaces. La configuración que dice de qué grupo sale cada átomo está en configuración electrónica.

En la sección 7.3 de Química 2ed, un enlace simple es un par de electrones compartido. En la molécula de cloro, cada átomo de Cl queda en contacto con ocho electrones de valencia: seis en los pares que no se comparten y dos en el enlace. Las otras moléculas de halógeno, F2, Br2, I2 y At2, se arman igual: un enlace simple y tres pares solitarios por átomo. Así cada halógeno llega a la configuración de un gas noble. La tendencia de los átomos del grupo principal a formar los enlaces suficientes para obtener ocho electrones de valencia se llama regla del octeto. El número de enlaces que un átomo puede formar se anticipa, a menudo, por los electrones que le faltan para ese ocho. Eso vale sobre todo para los no metales del segundo periodo: C, N, O y F. ¹

El hidrógeno es la excepción que el libro nombra primero: solo necesita dos electrones para llenar su capa de valencia. Los elementos de transición y los de transición interna tampoco siguen la regla del octeto. ¹

El mismo apartado lee los grupos por el símbolo de Lewis. Los elementos del grupo 15, como el nitrógeno, tienen cinco electrones de valencia: un par solitario y tres electrones no apareados. Para el octeto forman tres enlaces covalentes, como en el NH3, el amoníaco. El oxígeno y el resto del grupo 16 obtienen el octeto con dos enlaces covalentes. El carbono, en el ejemplo del CCl4, y el silicio, en el SiH4, forman cuatro. ¹

Si un par no alcanza, se comparten más. Un enlace doble son dos pares entre los mismos dos átomos, como entre carbono y oxígeno en el CH2O (formaldehído) y entre los dos carbonos del C2H4 (etileno). Un enlace triple son tres pares, como en el monóxido de carbono. ¹

Estas fichas no copian la figura de las excepciones (moléculas con electrones impares, deficientes o hipervalentes). Si el examen se queda en NH3, H2O o un halógeno, el octeto del segundo periodo alcanza.

Ideas clave

• Octeto. Ocho electrones de valencia, la configuración de gas noble que buscan los átomos del grupo principal al enlazarse. ¹
• Quién no entra. El hidrógeno se llena con dos. Los elementos de transición tampoco siguen la regla. ¹
• Nitrógeno. Cinco electrones de valencia: tres enlaces y un par solitario, como en el amoníaco. ¹
• Oxígeno. El grupo 16 completa el octeto con dos enlaces covalentes. ¹
• Enlace múltiple. Un par es simple, dos pares son doble, tres pares son triple. ¹

Ejemplos resueltos

El nitrógeno del amoníaco

El símbolo de Lewis del nitrógeno trae un par junto y tres electrones sueltos.

1. Esos tres sueltos se aparean con el electrón de cada hidrógeno. Salen tres enlaces N-H.
2. El par que ya estaba junto no se comparte. Es un par libre.
3. Alrededor del nitrógeno quedan ocho electrones: seis de los tres enlaces y dos del par libre.
4. La respuesta es un par libre, no tres y no cero. ¹

Contar los tres enlaces como si fueran pares libres cambia el resultado. Esos pares están compartidos.

El oxígeno del agua, sin copiar el amoníaco

El grupo 16 forma dos enlaces para el octeto.

1. El oxígeno parte de seis electrones de valencia.
2. Dos entran en los enlaces con hidrógeno.
3. Quedan cuatro electrones, o sea dos pares, sin compartir.
4. Cada hidrógeno, con el par del enlace, ya tiene los dos que necesita. No busca ocho. ¹

Cloro contra cloro

1. Cada Cl necesita un electrón más para ocho.
2. Comparten un solo par: enlace simple.
3. A cada uno le quedan tres pares solitarios.
4. Ocho por átomo: seis solitarios más dos del enlace. Igual que F2, Br2 e I2. ¹

Errores comunes

• Pedirle ocho electrones al hidrógeno. Con dos ya llenó su capa. ¹
• Contar los enlaces del amoníaco como pares libres. El par libre es el que no se comparte, y en el NH3 hay uno. ¹
• Tratar al oxígeno como si formara tres enlaces. El grupo 16 forma dos. ¹
• Llamar enlace simple a dos pares compartidos. Eso ya es doble, como en el etileno. ¹
• Aplicar el octeto a un elemento de transición solo porque "todos los átomos lo cumplen". El libro los deja fuera. ¹

Cómo lo pregunta el examen

La pregunta directa del amoníaco pide los pares libres del nitrógeno. El grupo 15 tiene cinco electrones de valencia, usa tres en enlaces y conserva un par. Si marcas 3, contaste los enlaces. Si marcas 2, usaste la cuenta del oxígeno. Si marcas 0, olvidaste el par que el símbolo ya trae.

Otras formas piden el total de electrones de valencia de la molécula o cuántos pares rodean al átomo central. Suma los de valencia de cada átomo. En un anión sumas uno por cada carga negativa. En un catión restas uno por cada carga positiva. Estas fichas no desarrollan el procedimiento largo de la sección: para NH3, H2O y Cl2 basta el conteo del grupo.

Resumen

• El octeto son ocho electrones de valencia en los átomos del grupo principal.
• El hidrógeno se completa con dos. Los elementos de transición no siguen la regla.
• El nitrógeno del amoníaco forma tres enlaces y deja un par libre.
• El oxígeno forma dos enlaces y deja dos pares libres.
• Un enlace simple es un par. El doble son dos. El triple son tres.