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La estructura de Lewis del ion tetracloroaluminato(III) es un enlace simple Al-Cl, un enlace simple Al-Cl, un enlace simple Al-Cl y un enlace simple Al-Cl; el Al central tiene 4 dominios de electrones (0 pares solitarios), dando una disposición tetraédrica de dominio de electrones y una geometría molecular tetraédrica con un ángulo de enlace 109,5°. Al se describe mejor como sp3-hibridado, y ion tetracloroaluminato (III) es apolar porque los dipolos de enlace se cancelan por simetría molecular.
Figura 1: Estructura de Lewis de ion tetracloroaluminato (III) (AlCl4)
| Fórmula química | AlCl4 |
| Número CAS | 17992-87-1 |
| Cargo neto | -1 |
| Total de electrones de valencia | 32 |
| Estructura de Lewis | Enlace simple Al-Cl, enlace simple Al-Cl, enlace simple Al-Cl y enlace simple Al-Cl |
| Geometría electrónica | tetraédrica |
| Geometría molecular | tetraédrica |
| Modelo de hibridación | sp3 (Al central) |
| Ángulo de enlace | 109,5° |
| Polaridad | Molécula apolar |
En química acuosa y de procesos, AlCl4 existe como el ion anión ion tetracloroaluminato (III). Se encuentra como contraión y fuente controlada de Al en sales, tampones, electroquímica y protocolos analíticos, y como reactivo en síntesis que requieren un equivalente definido de material que contiene Al.
Para dibujar la estructura ion tetracloroaluminato (III) de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. AlCl4 contiene 3 (Al) + 4×7 (Cl) − 1 (anión neto); la carga neta de -1 da un total de 32 electrones de valencia para colocar.
El átomo central es Al. 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.
Electrones de valencia totales = 3 (Al) + 4×7 (Cl) − 1 (anión neto) = 32 electrones.
Coloque Al 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: Enlace simple Al-Cl, enlace simple Al-Cl, enlace simple Al-Cl y enlace simple Al-Cl; no hay parejas solitarias en Al.
Por lo tanto, contar los electrones enlazantes y no enlazantes alrededor del Al satisface el requisito de octeto/octeto expandido para la estructura dibujada.
La teoría VSEPR establece que los dominios electrónicos 4 alrededor de Al se organizan para minimizar la repulsión mutua, dando una geometría de dominio electrónico tetraédrica.
Debido a que 0 de estos dominios son pares solitarios (y los pares solitarios se repelen más fuertemente que los pares enlazantes), la geometría molecular observada es tetraédrica; el ángulo del enlace Al se establece en 109.5° en lugar del valor ideal para la geometría del dominio electrónico.
Una aproximación VSEPR útil es: repulsión de par solitario-par solitario > repulsión de par solitario-par enlazante > repulsión de par enlazante-par enlazante. Con 0 pares solitarios en Al, 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).
En el modelo convencional de enlace localizado, Al utiliza sp3 orbitales híbridos para formar las direcciones equivalentes 4 del dominio electrónico (4 enlace + 0 par solitario).
Carga formal en Al central = V − N − ½B = 3 − 0 − 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.
El ion tetracloroaluminato(III) es apolar. Aunque los enlaces Al-terminales individuales son polares cuando los átomos difieren en electronegatividad, la geometría tetraédrica hace que su suma vectorial sea cero, por lo que no hay un dipolo molecular neto.
Un error común es creer que los enlaces polares garantizan una molécula polar. Ion tetracloroaluminato (III) muestra lo contrario: dipolos de enlace idénticos dispuestos con simetría tetraédrica se cancelan exactamente, produciendo una especie apolar.
Interpretación consistente con referencias estándar VSEPR/geometría molecular.Su carácter apolar gobierna la solvatación y el comportamiento intermolecular; especifique el grado y el manejo al realizar el abastecimiento.
| Especies | Fórmula | Átomo central | Dominios de electrones | Geometría molecular | Polaridad |
|---|---|---|---|---|---|
| Ion tetracloroaluminato (III) | AlCl4 | Al | 4 | tetraédrica | Apolar |
| Cloruro de aluminio | AlCl3 | Al | 3 | trigonal plana | Apolar |
El ion tetracloroaluminato(III) es apolar. Su simetría tetraédrica cancela los dipolos de enlace exactamente.
Enlace simple Al–Cl, enlace simple Al–Cl, enlace simple Al–Cl y enlace simple Al–Cl; no hay pares solitarios en Al.. Utiliza todos los 32 electrones de valencia y la estructura preferida lleva una carga formal de -1 en el átomo central.
El ángulo Al es aproximadamente 109,5°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor tetraédrica ideal.
El modelo convencional es sp3. ion tetracloroaluminato (III) tiene 4 dominios electrónicos alrededor del Al central.
El número CAS es 17992-87-1. PubChem y NIST lo identifican con AlCl4; Úselo para localizar proveedores y registros de bases de datos.
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 17992-87-1 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.
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