El metanol o alcohol metílico es uno de los compuestos que se utilizan para comprender la geometría molecular, los enlaces y mucho más en química Orgánica. Este compuesto tiene un grupo hidroxilo (OH) unido al grupo metilo, y ahí es donde recibe su nombre de «alcohol metílico».»Para que sea más fácil de entender, suponga que un átomo de hidrógeno de metano o CH4 es sustituido por un grupo hidroxilo, lo que da como resultado que el metanol tenga la fórmula química de CH3OH.
El alcohol metílico es un líquido ligero, incoloro y volátil con un olor alcohólico similar al etanol. La estructura de la molécula es fácil de entender, y también se puede usar este ejemplo para estudiar estructuras más complejas en química orgánica. Para entender la estructura y la forma de este compuesto, es vital conocer sus electrones de valencia y la estructura de Lewis.
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CH3OH Electrones de Valencia
el Metanol se compone de un átomo de carbono, tres átomos de Hidrógeno y un grupo hidroxilo. Para conocer el número total de electrones de valencia, tenemos que conocer los electrones de valencia de todos los átomos individualmente:
El carbono tiene cuatro electrones de valencia en su capa exterior, de ahí que los electrones de valencia en Carbono= 4.
El hidrógeno tiene solo un electrón de valencia, pero como hay tres átomos de hidrógeno en este compuesto, el número total de electrones de valencia para el hidrógeno = 3 * 1 = 3.
El oxígeno tiene seis electrones de valencia en su capa exterior y necesita dos electrones para seguir la regla del octeto; por lo tanto, su valencia es 6.
El hidrógeno unido al Oxígeno en el grupo hidroxilo tiene un electrón de valencia; por lo tanto, su valencia es 1.
Número total de electrones de valencia en CH3OH = 4 + 3+6+1
= 14
Por lo tanto, el número total de electrones de valencia en CH3OH ( metanol) es de 14.
Regla de octetos
En química, todos los átomos tienden a volverse inertes al alcanzar la configuración electrónica del gas noble que tiene ocho electrones en su capa exterior. Por lo tanto, todos los átomos tienden a formar enlaces para lograr esta configuración y se vuelven estables. Esta regla tiene algunas excepciones en química, pero principalmente, todos los elementos siguen esta regla de octetos.
Estructura de CH3OH Lewis
La estructura de puntos de Lewis es una representación pictórica de la molécula, su enlace con otros átomos y la disposición de los átomos en el compuesto. Ayuda a conocer el número de electrones enlazados, pares solitarios y la forma molecular del compuesto. Los electrones de valencia ayudan a dibujar esta estructura de Lewis, ya que todos los electrones se muestran mediante puntos, y las líneas rectas representan los enlaces formados entre las moléculas.
Aquí en CH3OH,
Hay un total de 14 electrones de valencia en el compuesto. El carbono tiene un número estérico de 4, ya que tiene cuatro electrones de valencia en su capa exterior. En el metanol, el carbono es el átomo central, y todos los demás átomos se colocan a su alrededor.
Para dibujar la estructura, puede colocar cuatro electrones (como puntos ) alrededor del átomo de carbono central en las cuatro direcciones. Ahora todos los átomos de hidrógeno tienen un electrón de valencia, y todos estos tres átomos forman un enlace con el Carbono compartiendo un electrón del átomo de Carbono. Para representar estos enlaces, dibuja líneas rectas entre tres átomos de hidrógeno y el átomo de carbono central.
El grupo hidroxilo ( OH) comparte un electrón de valencia con el Carbono, y por lo tanto este grupo hidroxilo forma un enlace con el Carbono al compartir su electrón de valencia. Quedan cuatro electrones de valencia en la capa exterior del átomo de oxígeno, ya que comparte uno de sus seis electrones de valencia con el hidrógeno y otro con el átomo de Carbono. Aún así, hay cuatro electrones de valencia en el átomo de oxígeno que forman dos pares solitarios de electrones a su alrededor. Por lo tanto, todos los electrones de valencia de los átomos de carbono ahora se han formado enlaces, y no hay pares solitarios o electrones no unidos en el átomo de carbono central, pero el oxígeno tiene dos pares solitarios de electrones.
Geometría molecular de CH3OH
Ahora que conocemos la estructura de Lewis de CH3OH, es fácil representar la geometría molecular del compuesto. Al dibujar la estructura de Lewis para el CH3OH, notará que el átomo de carbono tendrá tres enlaces con tres átomos de hidrógeno y un enlace con el Grupo Hidroxilo.
Como el Carbono tiene cuatro electrones de valencia que forman los enlaces con otros átomos, muestra hibridación sp3.
Forma de CH3OH
La hibridación del átomo central ( Carbono ) en CH3OH es sp3, lo que significa que debe formar una forma tetraédrica, pero no forma esta forma exactamente. La forma del metanol se dobla porque el grupo hidroxilo ( OH) contiene dos pares solitarios de electrones, que causan la repulsión entre el par de electrones enlazados y el par de electrones no enlazados en el compuesto. Estas fuerzas de repulsión conducen a la información de una estructura doblada.
De acuerdo con algunas teorías, también se cree que el CH3OH tiene dos centros geométricos, uno para el átomo de Carbono y otro para el átomo de Oxígeno en el grupo hidroxilo. Los átomos de carbono centrales forman cuatro enlaces sigma y no tienen pares solitarios, lo que resulta en la formación de un tetraedro. Simultáneamente, el átomo de oxígeno forma dos enlaces sigma y dos pares solitarios de electrones, lo que provoca una curvatura en el ángulo de enlace debido a las fuerzas de repulsión. Por lo tanto, el oxígeno tiene una forma tetraédrica doblada, lo que resulta en la forma doblada del metanol.
Observaciones finales
La estructura del metanol o CH3OH es comparativamente fácil de estudiar, ya que la valencia del átomo de carbono central está completamente satisfecha, y no hay pares solitarios en el átomo de carbono. El átomo comparte tres de sus cuatro electrones de valencia con átomos de hidrógeno y descansa un electrón con el grupo hidroxilo. El átomo de carbono central tiene hibridación sp3 y una forma molecular doblada debido a la repulsión entre pares solitarios en Oxígeno y los pares enlazados en la molécula.