Configuración del átomo central
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Geometría 3D (arrastra para rotar)
Arrastra con el ratón o el dedo para rotar la molécula. Los pares libres se muestran como lóbulos amarillos.
Resultado: AX₄ con átomo central C
Guía de VSEPR y Geometría Molecular
Pares electrónicos, hibridación y forma molecular
Tabla VSEPR Completa
La teoría VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion, repulsión de pares de electrones de la capa de valencia, también llamada TRePEV en español) predice la geometría 3D de una molécula contando los pares de electrones (enlazantes y libres) alrededor del átomo central. La regla básica: los pares de electrones se repelen entre sí y adoptan la disposición que minimiza esa repulsión. Es un contenido clásico de la química de Bachillerato y la EBAU en España, y de la preparatoria, la secundaria y la educación media en Latinoamérica.
| Notación | Pares | Geometría electrónica | Geometría molecular | Ángulo | Hibridación | Ejemplo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AX₂ | 2+0 | Lineal | Lineal | 180° | sp | CO₂ |
| AX₃ | 3+0 | Trigonal plana | Trigonal plana | 120° | sp² | BF₃ |
| AX₂E | 2+1 | Trigonal plana | Angular | <120° | sp² | SO₂ |
| AX₄ | 4+0 | Tetraédrica | Tetraédrica | 109,5° | sp³ | CH₄ |
| AX₃E | 3+1 | Tetraédrica | Pirámide trigonal | <109,5° (~107°) | sp³ | NH₃ |
| AX₂E₂ | 2+2 | Tetraédrica | Angular | <109,5° (~104,5°) | sp³ | H₂O |
| AX₅ | 5+0 | Bipirámide trigonal | Bipirámide trigonal | 90° y 120° | sp³d | PCl₅ |
| AX₄E | 4+1 | Bipirámide trigonal | Balancín (sube y baja) | ~90° y ~120° | sp³d | SF₄ |
| AX₃E₂ | 3+2 | Bipirámide trigonal | Forma T | ~90° | sp³d | ClF₃ |
| AX₂E₃ | 2+3 | Bipirámide trigonal | Lineal | 180° | sp³d | XeF₂ |
| AX₆ | 6+0 | Octaédrica | Octaédrica | 90° | sp³d² | SF₆ |
| AX₅E | 5+1 | Octaédrica | Pirámide cuadrada | <90° | sp³d² | BrF₅ |
| AX₄E₂ | 4+2 | Octaédrica | Cuadrada plana | 90° | sp³d² | XeF₄ |
Casos de Uso Reales
Agua (H₂O) — Angular
El oxígeno tiene 2 pares enlazantes (con los H) y 2 pares libres. La geometría electrónica es tetraédrica, pero la geometría molecular es angular (ángulo ~104,5°). Los pares libres comprimen el ángulo respecto al ideal de 109,5°.
Amoniaco (NH₃) — Pirámide trigonal
El nitrógeno tiene 3 enlaces y 1 par libre. Geometría electrónica tetraédrica, molecular piramidal trigonal. El par libre del N reduce el ángulo H-N-H a ~107°. Esta forma asimétrica explica por qué el amoniaco es polar.
Metano (CH₄) — Tetraédrica perfecta
El carbono con 4 enlaces y sin pares libres adopta la geometría tetraédrica ideal con ángulos de 109,5°. Es la molécula prototipo de la hibridación sp³ y la base de la estereoquímica orgánica.
Hexafluoruro de azufre (SF₆) — Octaédrica
El azufre con 6 enlaces y 0 pares libres adopta geometría octaédrica perfecta (90°). SF₆ es muy estable e inerte; se usa como gas aislante en transformadores eléctricos por su densidad y resistencia dieléctrica.
Preguntas Frecuentes
Un par libre está concentrado más cerca del núcleo del átomo central que un par enlazante (que se reparte entre dos núcleos). Por tanto ocupa más espacio angular y empuja a los pares enlazantes, reduciendo el ángulo entre ellos.
Tip: en H₂O el ángulo es 104,5° (no 109,5°) precisamente por los 2 pares libres.
Dibuja la estructura de Lewis del compuesto. Cuenta los enlaces al átomo central (cada enlace simple, doble o triple cuenta como UN par enlazante para VSEPR). Suma los pares libres del átomo central (no los de los ligandos).
Tip: en CO₂ hay 2 enlaces dobles, pero VSEPR los trata como 2 pares enlazantes → AX₂ → lineal.
La hibridación es el modelo orbital que explica VSEPR: los orbitales s, p (y eventualmente d) del átomo central se combinan para formar orbitales híbridos que apuntan hacia los pares electrónicos. Total de pares 2 = sp, 3 = sp², 4 = sp³, 5 = sp³d, 6 = sp³d².
La geometría electrónica considera TODOS los pares (enlazantes + libres). La geometría molecular considera SOLO la disposición de los átomos (ignora los pares libres en la forma final, aunque sí afectan los ángulos).
Ejemplo: H₂O tiene geom. electrónica tetraédrica pero molecular angular.
Porque difieren en pares libres. El oxígeno de H₂O tiene 2 pares libres (AX₂E₂, geometría base tetraédrica → angular). El carbono de CO₂ no tiene pares libres (AX₂, geometría lineal). VSEPR predice formas distintas según el balance X+E.
En VSEPR, todo enlace múltiple cuenta como UN solo par enlazante (un dominio electrónico). Aunque tenga más electrones, ocupa una sola dirección espacial. Por eso CO₂ (2 dobles) es AX₂ y no AX₄.
Tip: enlaces múltiples son ligeramente más voluminosos que simples y comprimen los ángulos, pero la geometría base se mantiene.
Cómo Predecir la Geometría — Paso a Paso
Identifica el átomo central (normalmente el menos electronegativo o el único de ese tipo) y dibuja todos los enlaces y pares libres.
Cada enlace (simple, doble o triple) cuenta como 1. Cada par libre cuenta como 1. Suma X (enlaces) + E (pares libres).
Total = 2 → lineal. Total = 3 → trigonal plana. Total = 4 → tetraédrica. Total = 5 → bipirámide trigonal. Total = 6 → octaédrica.
Quita visualmente los pares libres y observa la forma que dejan los átomos. Esa es la geometría molecular real.
Cada par libre comprime ligeramente los ángulos respecto al valor ideal (efecto típico de 1-3° por par libre).
Mejores Prácticas
No saltes a la geometría sin dibujar primero la estructura de Lewis. Es la base para contar pares correctamente.
Los pares libres de los ligandos NO cuentan para VSEPR del centro. Solo importan los del átomo en cuestión.
En geometría AX₅E variantes, los pares libres se sitúan en posiciones ECUATORIALES (no axiales) porque tienen menos repulsión.
Para VSEPR, dobles y triples cuentan como un solo par. Solo los simples y los pares libres se cuentan independientemente.
Lineal, trigonal, tetraédrica, bipirámide trigonal y octaédrica. Todo lo demás son variantes con pares libres.
La geometría molecular determina si una molécula es polar o apolar. Simétricas (CH₄, CO₂) suelen ser apolares; asimétricas (H₂O, NH₃) son polares.
- Confundir geometría electrónica con molecular (H₂O no es tetraédrica, es angular).
- Contar enlaces dobles como 2 pares (en VSEPR siempre cuentan como 1 dominio).
- Olvidar los pares libres del átomo central al determinar la geometría.
- Asumir ángulos perfectos siempre (los pares libres siempre comprimen).
- Aplicar VSEPR a metales de transición sin precaución (ahí entra la teoría del campo cristalino).
- Confundir geometría con polaridad: una molécula simétrica con enlaces polares puede ser apolar.