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La estructura de Lewis del ácido perclórico es un enlace simple Cl-O, un doble enlace Cl-O, un doble enlace Cl-O y un doble enlace Cl-O; el Cl 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°. Cl se describe mejor como sp3-hibridado, y ácido perclórico es apolar porque los dipolos de enlace se cancelan por simetría molecular.
Figura 1: Estructura de Lewis de ácido perclórico (ClHO4)
| Fórmula química | ClHO4 |
| Número CAS | 7601-90-3 |
| Total de electrones de valencia | 32 |
| Estructura de Lewis | Enlace simple Cl-O, doble enlace Cl-O, doble enlace Cl-O y doble enlace Cl-O |
| Geometría electrónica | tetraédrica |
| Geometría molecular | tetraédrica |
| Modelo de hibridación | sp3 (Cl central) |
| Ángulo de enlace | 109,5° |
| Polaridad | Molécula apolar |
Los ácidos y ésteres carboxílicos son sabores, fragancias, polímeros (PET, poliésteres, alquídicos) y disolventes/intermedios; Los ésteres de acetato y ftalato son plastificantes y los ácidos son precursores de sales, amidas y anhídridos.
Para dibujar la estructura ácido perclórico de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. ClHO4 contiene 7 (Cl) + 1 (H) + 4×6 (O); la carga neta de 0 da un total de 32 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.
Electrones de valencia totales = 7 (Cl) + 1 (H) + 4×6 (O) = 32 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: Cl-O enlace simple, doble enlace Cl-O, doble enlace Cl-O y doble enlace Cl-O; no hay parejas solitarias 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.
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 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 Cl 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 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).
En el modelo convencional de enlace localizado, Cl utiliza orbitales híbridos sp3 para formar las direcciones de dominio electrónico equivalentes 4 (4 enlace + 0 par solitario).
Cargo formal en Cl central = V − N − ½B = 7 − 0 − ½×14 = 0. La estructura de Lewis preferida lleva carga formal cero en el átomo central (y en los terminales), por lo que es el contribuyente dominante.
El ácido perclórico es apolar. Aunque los enlaces individuales Cl-terminales 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. Ácido perclórico 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 |
|---|---|---|---|---|---|
| ácido perclórico | ClHO4 | Cl | 4 | tetraédrica | Apolar |
| 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 |
El ácido perclórico es apolar. Su simetría tetraédrica cancela los dipolos de enlace exactamente.
Enlace simple Cl–O, doble enlace Cl–O, doble enlace Cl–O y doble enlace Cl–O; no hay pares solitarios en Cl.. Utiliza todos los 32 electrones de valencia y la estructura preferida lleva carga formal cero en el átomo central.
El ángulo Cl es aproximadamente 109,5°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor tetraédrica ideal.
El modelo convencional es sp3. ácido perclórico tiene 4 dominios electrónicos alrededor del Cl central.
El número CAS es 7601-90-3. PubChem (CID 24247) y NIST lo identifica con ClHO4; 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 7601-90-3 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.
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