Geometría molecular SO2, hibridación, estructura de Lewis y diagrama MO

Aquí, describiremos la Geometría Molecular SO2 en detalle. El dióxido de azufre, que también se reconoce como dióxido de azufre, es la entidad de un enlace entre los átomos de azufre y oxígeno. Puede verse como una fórmula escrita como SO2. Aquí proporcionaremos una descripción de la geometría molecular del SO2, la geometría del electrón del SO2, el ángulo de enlace del SO2 y la estructura de Lewis del SO2.

Índice de contenidos

Estructura de SO2 Lewis
Hibridación de SO2
Ángulo de enlace de SO2
SO2 Geometría molecular
Diagrama orbital molecular SO2
Similitudes entre los átomos de azufre y oxígeno
Disimilitudes entre oxígeno y azufre
Preparación de SO2
S02 ¿Es polar o no polar?
Efectos del dióxido de azufre en los seres humanos
Conclusión
Preguntas frecuentes sobre la geometría molecular del SO2
Mensaje de navegación

Estructura de SO2 Lewis

Antes de saltar rápidamente a la estructura de Lewis de SO2, tengamos una discusión abrupta sobre la utilidad de la estructura de Lewis y los pasos para dibujarla.

La estructura de Lewis es la ubicación de los electrones alrededor de los átomos de un compuesto. Esta estructura nos beneficia saber sobre el tipo de enlaces y la cantidad de enlaces que forman el compuesto.

Ahora veamos el método para dibujar la estructura de Lewis:

Estructura de SO2 Lewis

Paso 1 – Averiguar el número total de electrones de valencia en la molécula es el primer paso y el más notable. Mientras lo hace, tenga cuidado con los signos +, -. Un signo ‘+’ implica perder electrones y ‘-‘ significa ganar.
Paso 2 – Lo siguiente es determinar el átomo central. El átomo con el mayor número de lugares de unión es el átomo central.
Paso 3 – El tercer paso es construir una estructura de esqueleto con enlaces simples solamente.
Paso 4 – A continuación, nuestro trabajo es lograr el octeto de los átomos con los electrones en reposo, después de la formación de los enlaces simples. Comience siempre con los átomos electronegativos y luego llévelos a los electropositivos.
Paso 5 – Dar enlaces dobles o triples es fundamental si es necesario para cumplir la regla del octeto para todos los átomos.
Paso 6 – Por último, es importante analizar si todos los átomos tienen la carga formal más baja posible.

El cálculo de cargo formal se puede hacer usando: –

Cargo formal = [no. of valence electrons] – [electrons in lone pairs + 1/2 the number of bonding electrons]

Esta fórmula indica explícitamente la relación entre el número de electrones enlazados y su vínculo con cuántos son formalmente “mantenidos” por el átomo.

Por ejemplo, aplicando esto a BH4 obtenemos:

El número de electrones de valencia del boro es 3. El número de electrones no enlazados es cero. El número total de electrones enlazados alrededor del boro es 8 (octeto completo). La mitad de esto es 4.

Ahora veamos la estructura de Lewis de SO2.

En SO2, el electrón de valencia del azufre = 6

Y los electrones de valencia del oxígeno = 6

Hay 2 átomos de oxígeno en el compuesto, entonces = 6 * 2 = 12

Entonces, electrones de valencia totales = 18

Después de dibujar la estructura esquelética, podemos ver que ninguno de los átomos puede lograr su octeto con enlaces simples. Entonces, existe la necesidad de un doble enlace. Así, el número de electrones empleados en dobles enlaces = 8

Restando eso del total de electrones de valencia obtenemos 10 electrones restantes. Necesitamos poner estos electrones restantes alrededor de los átomos según sea necesario.

Esto finalmente completará el octeto de los átomos. El oxígeno tiene 2 pares solitarios y el azufre tiene 1 par solitario.

¡Por fin, no olvide confirmar la carga formal de todos los átomos!

El siguiente tema que debemos conocer es la hibridación de SO2.

Hibridación de SO2

La hibridación de SO2 es Sp2.

Ahora la hibridación de SO2 se puede discernir de dos maneras, una es la teoría y la segunda es la aplicación directa de la fórmula. Aconsejaría entender la teoría primero y luego definitivamente puedes optar por la fórmula.

Una ventaja rápida para usted, cuando el orbital 1 s se une con 2 orbitales p, se deriva en una hibridación Sp2 que tiene 3 orbitales equivalentes.

Además, en el caso de SO2, la configuración electrónica del estado fundamental es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Cuando está en un estado excitado, un electrón de 3px, se mueve a un orbital 3d. Así tenemos 3p3.

Ahora, 3s2 y 3p3 se asocian para formar la hibridación Sp2 con 3 orbitales equivalentes, que contienen 2 electrones emparejados y 2 no emparejados.

Para formar enlaces sigma 2 con átomos de oxígeno, el azufre necesita los 2 electrones desapareados de los orbitales con hibridación Sp2. Y los 2 orbitales emparejados en reposo forman el par solitario de azufre.

¿Pensando en los otros 2 electrones de 3p que no estaban asociados con la hibridación?

Bueno, esos dos (es decir, uno del orbital 3p y otro electrón en 3d) formaron los enlaces 𝞹 entre el azufre y el oxígeno. Hay una imagen adjunta a continuación para una mejor comprensión.

Hibridación de SO2

Ahora vamos a la parte de la fórmula.

La fórmula para encontrar la hibridación de cualquier compuesto es;

H = ½ [ V+M-C+A]

Dónde,

H representa la hibridación
V es el no. de electrones de valencia
M es el recuento de átomos monovalentes presentes
C representa la carga catiónica
A representa la carga aniónica

Aquí, si H es 2, es la hibridación Sp.

Cuando, H = 3, es la hibridación Sp2.

Cuando, H = 4, es la hibridación Sp3.

De la misma manera, H = 5, su hibridación Sp4.

Y finalmente, cuando, H sea 6, será la hibridación Sp3d2.

Para SO2, el número de electrones de valencia del átomo de S = 6 y el número de átomos monovalentes = 0, porque el oxígeno es un átomo divalente.

Aquí las cargas catiónicas y aniónicas serán 0 ya que es un compuesto neutro.

Por lo tanto, H = ½ [6+0-0+0]

H = ½ * 6

H = 3 = Hibridación Sp2.

Creo que la hibridación de SO2 queda clara en ambos conceptos explicados.

Ángulo de enlace de SO2

El SO2 tiene un ángulo de enlace de 120 grados. Un solo átomo de azufre está unido covalentemente con dos átomos de oxígeno. Provoca una repulsión de pares de electrones para formar el ángulo de 120 grados.

SO2 Geometría molecular

La geometría molecular del SO2 está doblada, con un ángulo de enlace de 120 °.

Podemos encontrar fácilmente la geometría molecular de cualquier compuesto usando la tabla dada.

Gráfico VSEPR

Aquí, A = átomo central, X = átomos circundantes y E = los pares solitarios. El SO2 es una molécula de tipo AX2E, con 2 átomos circundantes, es decir, oxígeno y 1 par solitario de azufre.

Pero la geometría electrónica del SO2 es trigonal plana. Debes estar preguntándote sobre este nuevo término, ¿verdad? Dejame explicar.

Geometría molecular SO2

Entonces, la geometría electrónica es diferente de la geometría molecular porque considera todos los pares de electrones (incluidos los pares solitarios) al determinar la forma. Mientras que la geometría molecular considera solo los átomos.

En ausencia de un par solitario, ambas geometrías son iguales para cualquier compuesto.

A continuación se muestra la vista 3D de la geometría de la molécula de SO2.

Geometría SO2

Ahora aprendamos el último tema de este artículo, el diagrama orbital molecular del SO2.

Diagrama orbital molecular SO2

El diagrama de orbitales moleculares del SO2 se adjunta a continuación:

Diagrama orbital molecular SO2

Un diagrama de orbitales moleculares nos da una idea de cómo los orbitales atómicos de dos átomos diferentes pueden fusionarse y dar lugar a un nuevo orbital.

Esto nos ayuda además a averiguar el orden de enlace, la longitud de enlace y la fuerza de enlace de cualquier compuesto.

En este MO podemos ver que el AO del azufre, que está en el lado izquierdo, se asocia con el AO del oxígeno en el lado derecho.

Podemos ver que 18 electrones se llenan en los orbitales con la regla adecuada.

También hay ciertos orbitales que no se unen allí. Además, los orbitales antienlazantes están vacíos en la situación de SO2.

Esto se suma a la explicación del diagrama orbital molecular del SO2.

Similitudes entre los átomos de azufre y oxígeno

Tanto O como S tienen la misma configuración eléctrica exterior de ns2 y np4.
O y S suelen ser divalentes.
O y S son no metales.
Ambos exhiben forma alopátrica.
En reacción con los metales, ambos reaccionan con el estado de oxidación -2.
Al reaccionar con los no metales, ambos forman compuestos covalentes, por ejemplo, H2O, H2S, CO2 y CS2.

Disimilitudes entre oxígeno y azufre

El oxígeno tiene dos formas alotrópicas, mientras que el azufre tiene 3 formas alotrópicas.
El oxígeno es gas a temperatura normal, mientras que el azufre es sólido a temperatura normal.
El oxígeno es escasamente soluble en agua, mientras que el azufre no es soluble en agua.
El oxígeno ayuda en la combustión, mientras que el azufre es combustible en sí mismo.
El oxígeno es de naturaleza paramagnética, mientras que el azufre es de naturaleza diamagnética.
El oxígeno no reacciona con el agua, mientras que cuando el vapor pasa a través del azufre hirviendo, se produce un poco de sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre.
El oxígeno no reacciona con los ácidos, mientras que el azufre se oxida fácilmente con el ácido sulfúrico concentrado o el ácido nítrico.

Preparación de SO2

El SO2 se puede producir de varios métodos. ¡Estoy desglosando cada procedimiento para que sea más fácil de entender!

Método 1 – La principal producción de SO2 se produce durante la fabricación de ácido sulfúrico mediante el proceso de contacto. Entre todas las otras formas de fabricar SO2, este método se usa ampliamente en las industrias. (Debido a que la química tiene mucho que ver con la historia, aquí hay un hecho histórico para usted. En 1979, Estados Unidos utilizó 23,6 millones de toneladas de SO2 para fabricar ácido sulfúrico).
Método 2 – El SO2 se puede producir quemando azufre o materiales que contienen azufre.

S + O2 -> SO2

2 H2S + 3O2 -> 2H2O + 2SO2

Método 3 – La producción de SO2 también se puede realizar tostando pirita, esfalerita y cinabrio (minerales de sulfuro).
Método 4 – En la formación de cemento de silicato de calcio, se produce SO2 como subproducto.

2 CaSO4 + 2SiO2 + C -> 2CaSiO3 + 2SO2 + CO2

Método 5 – En el laboratorio, la reacción entre el ácido sulfúrico concentrado caliente y las virutas de cobre conduce a la formación de SO2.

Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O

Método 6 – Las calamidades naturales como las erupciones volcánicas pueden producir una gran cantidad de SO2.

S02 ¿Es polar o no polar?

El dióxido de azufre es de naturaleza polar. La diferencia de electronegatividad entre los átomos de azufre y oxígeno crea polaridad en la molécula. El oxígeno tiene un potencial electronegativo mayor que el azufre. Por lo tanto, el oxígeno ejerce más atracción sobre los enlaces covalentes en el dióxido de azufre. La porción de la molécula que tiene ambos átomos de oxígeno está ligeramente cargada negativamente.

Considerando que, la porción que tiene el átomo de azufre tiene una carga ligeramente positiva. Esto hace que el SO2 sea una molécula polar como el H2S. Además, los electrones no enlazados del azufre y el oxígeno crean repulsión entre los átomos.

Esta es otra causa de la polaridad de la molécula de dióxido de azufre.

Efectos del dióxido de azufre en los seres humanos

El dióxido de azufre es un gas tóxico y es directamente dañino para la salud humana.
Puede irritar la piel y las membranas mucosas de los ojos, la nariz, la garganta y los pulmones.
Sus altas concentraciones pueden provocar inflamación e irritación del sistema respiratorio.
Las altas emisiones de dióxido de azufre al aire pueden provocar la formación de otros óxidos de azufre (SOx).
El SOx puede reaccionar con otros compuestos en la atmósfera para formar pequeñas partículas.
Estas pequeñas partículas pueden penetrar profundamente en los pulmones y su cantidad suficiente puede contribuir a problemas de salud.

Conclusión

La geometría molecular del dióxido de azufre tiene una forma doblada.
La relación entre azufre y oxígeno en el dióxido de azufre es 1: 2.
La molécula de dióxido de azufre tiene dos enlaces dobles entre el átomo de azufre y los átomos de oxígeno.
Hay 5 pares de electrones solitarios en la molécula de SO2.
Masa molar de dióxido de azufre = 64.066 g / mol.
El SO2 da una solución ácida de una semana cuando se disuelve en agua.

Este artículo explica prácticamente todo lo que necesita saber sobre SO2. Antes de estudiar las reacciones y ecuaciones que involucran SO2, lea este artículo para aclarar todos sus conceptos con respecto a la estructura, geometría, hibridación y diagrama MO de SO2 de Lewis.

Si tiene alguna duda, no dude en contactarnos en cualquier momento. ¡Que tengas una feliz lectura!

Preguntas frecuentes sobre la geometría molecular del SO2

¿So2 está doblado o es plano trigonal? Por ejemplo, dióxido de azufre, So2, la geometría del dominio de electrones es trigonal plana. Esto se debe a que tiene 3 dominios de electrones: los 6 electrones de valencia para azufre forman 2 enlaces simples con 2 átomos de oxígeno y el azufre tiene un par solitario sin enlace. ¿Por qué el SO2 está doblado y no es lineal? En el dióxido de azufre, así como en los dos enlaces dobles, también hay un par solitario en el azufre. Para minimizar las repulsiones, los enlaces dobles y el par solitario se separan lo más posible y, por lo tanto, la molécula se dobla. ¿Cuál es el Vsepr de SO2? SO2 está curvado (C2V) porque la geometría Vsepr de Sulphur es trigonal plana; El tercer grupo es el par solitario. ¿Cuál es la estructura de Lewis del SO2? Hay dos enlaces dobles entre el átomo de azufre y los átomos de oxígeno en esta molécula. Además, existe un par solitario en el átomo de azufre y cada átomo de oxígeno tiene dos pares solitarios en la estructura de SO2 Lewis.