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Estructura de Lewis del catión clorilo

Catión clorilo Estructura de Lewis (ClO2), carga neta +1. Doble enlace Cl-O y doble enlace Cl-O. Muestra una forma doblada, hibridación sp3 en Cl, ángulos de enlace de ≈104,5°. Cuente 18 electrones de valencia y una disposición tetraédrica en dominio electrónico. Young3 minutos de lecturaOctober 23, 2026

Estructura de Lewis del catión clorilo: ClO2, geometría angular, sp3 hibridación y polaridad

Estructura de Lewis de catión clorilo

Resumen rápido: Datos clave del catión clorilo

La estructura de Lewis del catión clorilo es un doble enlace Cl-O y un doble enlace Cl-O; el Cl central tiene 4 dominios de electrones (2 pares solitarios), dando una disposición tetraédrica de dominio de electrones y una geometría molecular angular con un ángulo de enlace ≈104,5°. Cl se describe mejor como sp3-hibridado, y catión clorilo es polar porque la forma angular (y/o los átomos terminales desiguales) evitan la cancelación de los dipolos de enlace.

Estructura de Lewis de catión clorilo Figura 1: Estructura de Lewis de catión clorilo (ClO2)
Fórmula química ClO2
Número CAS 12257-63-9
Cargo neto +1
Total de electrones de valencia 18
Estructura de Lewis Doble enlace Cl-O y doble enlace Cl-O
Geometría electrónica tetraédrica
Geometría molecular angular
Modelo de hibridación sp3 (Cl central)
Ángulo de enlace ≈104,5°
Polaridad Molécula polar
PubChem y NIST enumeran catión clorilo como ClO 2 con CAS 12257-63-9; peso molecular ≈ Ninguno g/mol. Ver detalles del diccionario CAS 12257-63-9 en Guidechem →

Aplicaciones industriales y usos del catión clorilo (CAS 12257-63-9)

En química acuosa y de procesos, ClO2 existe como el ion catión catión clorilo. Se encuentra como contraión y fuente controlada de Cl en sales, tampones, electroquímica y protocolos analíticos, y como reactivo en síntesis que requieren un equivalente definido de material que contiene Cl.

Fuente de iones / Contraión Se suministra como sales y soluciones; especificar hidratación, contracatión y concentración.
Analítico y electroquímico Se utiliza en valoraciones, baños de placas y control de fuerza iónica donde el ion es la especie activa.
Reactivo de síntesis Una fuente controlada de Cl en procedimientos de precipitación, complejación y redox.
Nota de compra El "catión clorilo" se suministra en múltiples grados comerciales y tamaños de paquetes. Especificar pureza, grado, límites de humedad/impureza, paquete (cilindro, tambor o a granel) y proceso previsto, y utilizar CAS 12257-63-9 como identificador principal al seleccionar proveedores; Confirme siempre la disponibilidad regional y la documentación de seguridad (SDS).

Paso 1: electrones de valencia y átomo central

Para dibujar la estructura catión clorilo de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. ClO2 contiene 7 (Cl) + 2×6 (O) + 1 (catión neto); la carga neta de +1 da un total de 18 electrones de valencia para colocar.

El átomo central es Cl. Es el átomo menos electronegativo capaz de formar enlaces múltiples y está rodeado por los átomos terminales más electronegativos; El hidrógeno, cuando está presente, siempre ocupa una posición terminal. Las consideraciones de electronegatividad sitúan la densidad electrónica hacia los átomos terminales.

Cómputo de electrones de valencia

Electrones de valencia totales = 7 (Cl) + 2×6 (O) + 1 (catión neto) = 18 electrones.

Paso 2: estructura de Lewis y distribución de electrones

Coloque Cl en el centro y conecte cada átomo circundante con un enlace simple, complete los octetos en los átomos terminales y coloque los electrones restantes en el átomo central. La distribución de electrones resultante es: Doble enlace Cl–O y doble enlace Cl–O; 2 pares solitarios en Cl.

Por lo tanto, contar los electrones enlazantes y no enlazantes alrededor del Cl satisface el requisito de octeto/octeto expandido para la estructura dibujada.

Esta especie está mejor representada por estructuras de resonancia; el enlace π se deslocaliza sobre los átomos terminales equivalentes, por lo que todos los enlaces Cl-terminales son equivalentes en el híbrido de resonancia.

Cl=O Cl=O
Cl: 2 pares solitarios, 2 dominios de enlace
2 dominios de enlace + 2 pares solitarios = 4 dominios de electrones
Regla del octeto: por qué el Cl tiene ocho electrones Cl forma enlaces 2 y retiene 4 electrones no enlazantes, alcanzando un octeto. No se requiere ningún octeto expandido para este átomo central de segunda fila (o que satisface el octeto).

Paso 3: teoría VSEPR y geometría molecular

La teoría VSEPR establece que los dominios electrónicos 4 alrededor del Cl se organizan para minimizar la repulsión mutua, dando una geometría de dominio electrónico tetraédrica.

Debido a que 2 de estos dominios son pares solitarios (y los pares solitarios se repelen más fuertemente que los pares enlazantes), la geometría molecular observada es angular; el ángulo del enlace Cl se establece en ≈104,5° en lugar del valor ideal para la geometría del dominio electrónico.

Jerarquía de repulsiones

Una aproximación VSEPR útil es: repulsión de par solitario-par solitario > repulsión de par solitario-par enlazante > repulsión de par enlazante-par enlazante. Con 2 pares solitarios en Cl, los dominios de pares solitarios ocupan posiciones que minimizan la repulsión general al tiempo que acercan los dominios de enlace (y por lo tanto los átomos unidos).

Hibridación y carga formal

En el modelo convencional de enlace localizado, Cl utiliza orbitales híbridos sp3 para formar las direcciones de dominio electrónico equivalentes 4 (2 enlace + 2 par solitario).

Comprobación de carga formal

Cargo formal en Cl central = V − N − ½B = 7 − 4 − ½×8 = -1. La carga formal distinta de cero se distribuye por resonancia/separación de carga; la estructura dibujada es la que contribuye con menor energía.

Nota de modelado Nota de modelado: sp3 es un modelo compacto para las direcciones del dominio electrónico 4 alrededor de Cl; Los tratamientos químicos cuánticos completos utilizan orbitales moleculares.

¿Es el catión clorilo polar o apolar?

El catión clorilo es polar. La forma curvada evita la cancelación de los dipolos de enlace. Los dipolos de enlace no se cancelan, dejando un dipolo molecular neto, que influye fuertemente en el comportamiento de solvatación y las interacciones intermoleculares.

Cita de experto — perspectiva de química estructural

El hecho estructural decisivo no es simplemente que los enlaces individuales sean polares; se trata de si la simetría molecular permite que su suma vectorial desaparezca. En catión clorilo la disposición angular evita la cancelación, por lo que permanece un dipolo permanente.

Interpretación consistente con referencias estándar VSEPR/geometría molecular.

Este perfil de polaridad sustenta su comportamiento como disolvente, reactivo o intermediario de proceso; al realizar el abastecimiento, especifique el grado y la compatibilidad del contenedor.

Tabla de comparación estructural

Especies Fórmula Átomo central Dominios de electrones Geometría molecular Polaridad
catión clorilo ClO2 Cl 4 angular Polar
Cloruro de hidrógeno HCl Cl 4 lineal (diatómico) Polar
Cloro Cl2 Cl 4 lineal (diatómico) Apolar
trifluoruro de cloro ClF3 Cl 5 en forma de T Polar
pentafluoruro de cloro ClF5 Cl 6 piramidal cuadrado Polar
Clorato ClO3 Cl 4 piramidal trigonal Polar
Pregunta de práctica A partir de los 18 electrones de valencia de ClO2, dibuje la estructura de Lewis y confirme que el átomo central de Cl tiene hibridación sp3 con geometría angular. ¿Qué sucede con el ángulo de enlace si un átomo terminal se reemplaza por un sustituyente más electronegativo?
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FAQs

¿ClO2 es polar o apolar?

El catión clorilo es polar. Su geometría angular (y/o átomos terminales desiguales) evita que los dipolos de enlace se cancelen.

¿Cuál es la estructura de Lewis de catión clorilo?

Doble enlace Cl–O y doble enlace Cl–O; 2 pares solitarios en Cl. Utiliza todos los 18 electrones de valencia y la estructura preferida lleva una carga formal de -1 en el átomo central.

¿Cuál es el ángulo de enlace en catión clorilo?

El ángulo Cl es aproximadamente ≈104,5°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor tetraédrica ideal.

¿Cuál es la hibridación de Cl en catión clorilo?

El modelo convencional es sp3. catión clorilo tiene 4 dominios electrónicos alrededor del Cl central.

¿Cuál es el número CAS de catión clorilo?

El número CAS es 12257-63-9. PubChem y NIST lo identifican con ClO2; Úselo para localizar proveedores y registros de bases de datos.

Referencias

  1. PubChem, catión clorilo. Fórmula molecular, número CAS, peso molecular e identidad química.
  2. NIST Chemistry WebBook, SRD 69, catión clorilo. Fórmula, número de registro CAS y datos termoquímicos/espectroscópicos.
  3. IUPAC Gold Book. Definiciones de "lone pair", "VSEPR", "hibridación" y "carga formal".
  4. Atkins, P. & de Paula, J., Physical Chemistry. VSEPR, geometría molecular y momentos dipolares.
  5. Registros de diccionario y proveedores de Guidechem. Abastecimiento comercial y páginas de propiedades vinculadas a CAS para catión clorilo (CAS 12257-63-9).

Alcance técnico: Las estructuras de Lewis, VSEPR y la hibridación son descripciones basadas en modelos para la comunicación química y la predicción de estructuras; La estructura electrónica molecular real se representa con mayor precisión mediante métodos de orbitales moleculares y de química cuántica. Los grados comerciales varían sustancialmente según el proveedor y el uso previsto; CAS 12257-63-9 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.

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