El balancín o sube y baja (también conocido como caballete [1] ) es un tipo de geometría molecular en la que hay cuatro enlaces a un átomo central con simetría molecular general C 2v . El nombre "balancín" proviene de la observación de que parece un balancín de patio de recreo . Lo más común es que cuatro enlaces a un átomo central den como resultado una geometría tetraédrica o, con menos frecuencia, una geometría plana cuadrada .
La geometría de balancín se produce cuando una molécula tiene un número estérico de 5, con el átomo central unido a otros 4 átomos y 1 par solitario (AX 4 E 1 en la notación AXE ). Un átomo unido a otros 5 átomos (y ningún par solitario) forma una bipirámide trigonal con dos posiciones axiales y tres ecuatoriales, pero en la geometría de balancín uno de los átomos es reemplazado por un par solitario de electrones, que siempre está en una posición ecuatorial. Esto es cierto porque el par solitario ocupa más espacio cerca del átomo central (A) que un par enlazante de electrones. Un par solitario ecuatorial es repelido por solo dos pares enlazantes a 90°, mientras que un par solitario axial hipotético sería repelido por tres pares enlazantes a 90°, lo que lo haría estable. La repulsión por pares enlazantes a 120° es mucho menor y menos importante. [2] [1]
Los compuestos con geometría diesfenoidal (de balancín) tienen dos tipos de ligandos : axiales y ecuatoriales. El par axial se encuentra a lo largo de un eje de enlace común, de modo que están relacionados por un ángulo de enlace de 180°. El par ecuatorial de ligandos está situado en un plano ortogonal al eje del par axial. Normalmente, la distancia de enlace a los ligandos axiales es mayor que a los ligandos ecuatoriales. El ángulo ideal entre los ligandos axiales y los ligandos ecuatoriales es de 90°; mientras que el ángulo ideal entre los dos ligandos ecuatoriales es de 120°.
Las moléculas diesfenoidales, al igual que las bipiramidales trigonales, están sujetas a la pseudorrotación de Berry en la que los ligandos axiales se mueven a posiciones ecuatoriales y viceversa. Este intercambio de posiciones da como resultado entornos similares con promedios temporales para los dos tipos de ligandos. Por lo tanto, el espectro de RMN de 19 F de SF 4 (como el de PF 5 ) consiste en resonancia simple cerca de la temperatura ambiente. [3] Los cuatro átomos en movimiento actúan como una palanca alrededor del átomo central; por ejemplo, los cuatro átomos de flúor del tetrafluoruro de azufre giran alrededor del átomo de azufre. [4]
El tetrafluoruro de azufre es el principal ejemplo de una molécula con geometría molecular diesfenoidal (ver imagen en la parte superior derecha). Los siguientes compuestos e iones tienen geometría diesfenoidal: [5]
SN = 5 con un par solitario. Forma molecular: caballete o balancín
Manuscrito enviado al Journal of Chemical Education el 21 de abril de 2005