Único par
En química , un par solitario se refiere a un par de electrones de valencia que no se comparten con otro átomo en un enlace covalente [1] y, en ocasiones, se denomina par no compartido o par no enlazante . Los pares solitarios se encuentran en la capa de electrones más externa de los átomos. Pueden identificarse utilizando una estructura de Lewis . Por lo tanto, los pares de electrones se consideran pares solitarios si dos electrones están emparejados pero no se utilizan en el enlace químico . Por lo tanto, el número de pares de electrones solitarios más el número de electrones de enlace es igual al número total de valencia electrones alrededor de un átomo.
El par solitario es un concepto utilizado en la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (teoría VSEPR) que explica las formas de las moléculas. También se mencionan en la química de los ácidos y bases de Lewis . Sin embargo, los químicos no consideran que todos los pares de electrones no enlazados sean pares solitarios. Algunos ejemplos son los metales de transición en los que los pares que no se unen no influyen en la geometría molecular y se dice que son estereoquímicamente inactivos. En la teoría de los orbitales moleculares (orbitales canónicos completamente deslocalizados o localizados de alguna forma), el concepto de un par solitario es menos distinto, ya que la correspondencia entre un orbital y los componentes de una estructura de Lewis a menudo no es sencilla. Sin embargo, los orbitales no vinculantes ocupados (u orbitales de carácter mayoritariamente no vinculante) se identifican con frecuencia como pares solitarios.
Se puede encontrar un solo par solitario con átomos en el grupo nitrógeno , como nitrógeno en amoníaco , dos pares únicos con átomos en el grupo calcógeno como oxígeno en agua y los halógenos pueden transportar tres pares solitarios como en cloruro de hidrógeno .
En la teoría VSEPR, los pares de electrones en el átomo de oxígeno en el agua forman los vértices de un tetraedro con los pares solitarios en dos de los cuatro vértices. El ángulo de enlace H – O – H es 104,5 °, menor que los 109 ° previstos para un ángulo tetraédrico , y esto puede explicarse por una interacción repulsiva entre los pares solitarios. [2] [3] [4]
Se han propuesto varios criterios computacionales para la presencia de pares solitarios. Si bien la densidad de electrones ρ ( r ) en sí misma generalmente no proporciona una guía útil a este respecto, el laplaciano de la densidad de electrones es revelador, y un criterio para la ubicación del par solitario es donde L ( r ) = - ∇ 2 ρ ( r ) es un máximo local. El mínimo del potencial electrostático V ( r ) es otro criterio propuesto. Otro más considera la función de localización de electrones (ELF). [5]
Los pares a menudo exhiben un carácter polar negativo con su alta densidad de carga y están ubicados más cerca del núcleo atómico en promedio en comparación con el par de electrones de enlace. La presencia de un par solitario disminuye el ángulo de enlace entre el par de electrones de enlace, debido a su alta carga eléctrica que causa una gran repulsión entre los electrones. También se utilizan en la formación de un enlace dativo . Por ejemplo, la creación del ion hidronio (H 3 O + ) ocurre cuando los ácidos se disuelven en agua y se debe a que el átomo de oxígeno dona un par solitario al ion hidrógeno .
