MolDraw › Herramientas de química › Calculadora de carga formal e hibridación
Calculadora de carga formal e hibridación
En resumen: introduce una molécula o un ion y obtén la carga formal de cada átomo, calculada como CF = V − N − B/2, además de sus pares solitarios, número estérico, hibridación (sp, sp², sp³, sp³d, sp³d²), geometría electrónica, forma y ángulo de enlace aproximado. Es gratuita, funciona en tu navegador y no requiere descargas.
Pega una cadena SMILES, escribe una fórmula como NO3- o SO4^2- o elige un ejemplo. Para cada átomo, la tabla muestra los electrones de valencia, los electrones de pares solitarios y de enlace, la carga formal con el cálculo, el número estérico, la hibridación y la forma a su alrededor.
Cargando el editor…
Cargando…
Comprobación manual de la carga formal
Para un átomo de una estructura de Lewis que hayas dibujado tú: elige el elemento y cuenta los átomos unidos a él, los enlaces (un enlace doble cuenta como 2) y los pares solitarios.
Fórmulas de la carga formal y la hibridación
Carga formal CF = V − N − B/2 V = electrones de valencia, N = electrones no enlazantes, B = electrones de enlace
Número estérico NE = (átomos unidos) + (pares solitarios) 2 → sp, 3 → sp², 4 → sp³, 5 → sp³d, 6 → sp³d²
V es el número del grupo para los elementos de los grupos principales (C = 4, N = 5, O = 6, halógenos = 7). Cada par solitario son 2 electrones no enlazantes. Cada enlace sencillo suma 2 electrones de enlace, un enlace doble 4 y uno triple 6. Las cargas formales de todos los átomos suman la carga total.
Número estérico, hibridación y forma
| Número estérico | Hibridación | Geometría electrónica | Formas (pares solitarios 0, 1, 2…) | Ejemplo |
|---|---|---|---|---|
| 2 | sp | lineal | lineal (180°) | C en CO₂, HC≡CH |
| 3 | sp² | trigonal plana | trigonal plana (120°), angular | C en C=O, N en NO₃⁻, O central en O₃ |
| 4 | sp³ | tetraédrica | tetraédrica (109,5°), pirámide trigonal (≈107°), angular (≈104,5°) | CH₄, NH₃, H₂O |
| 5 | sp³d | bipiramidal trigonal | bipirámide trigonal, balancín, forma de T, lineal | PCl₅, SF₄, ClF₃, I₃⁻ |
| 6 | sp³d² | octaédrica | octaédrica, pirámide cuadrada, plana cuadrada | SF₆, BrF₅, XeF₄ |
Pares solitarios contiguos a enlaces π
Un nitrógeno o un oxígeno con un par solitario contiguo a un doble enlace (o a un orbital p vacío) suele colocar ese par solitario en un orbital p para poder deslocalizarlo. El átomo es entonces sp² y plano aunque el recuento simple dé 4. Ejemplos: el N de las amidas, la anilina y el pirrol, el O de los ésteres, el furano y el fenol, y el O⁻ de los carboxilatos. La herramienta marca estos átomos con un asterisco.
Ejemplos resueltos
Amonio, NH₄⁺
N: V = 5, sin pares solitarios, cuatro enlaces N–H (B = 8).
CF = 5 − 0 − 8/2 = +1. Cuatro enlaces σ, número estérico 4.
N es +1, sp³, tetraédrico (109,5°)
Ozono, O₃
O central: 1 par solitario, un enlace doble y uno sencillo (B = 6): 6 − 2 − 3 = +1. O terminal con enlace sencillo: 6 − 6 − 1 = −1.
O central +1, sp², angular (≈117°)
Cianuro, CN⁻
C: 1 par solitario, enlace triple (B = 6): 4 − 2 − 3 = −1. N: 1 par solitario: 5 − 2 − 3 = 0.
La carga está en el C; ambos átomos son sp
Nitrometano, CH₃NO₂
N: sin pares solitarios, B = 8: 5 − 0 − 4 = +1. O⁻: 6 − 6 − 1 = −1. Escribir el N con dos enlaces N=O le daría 10 electrones, lo cual no está permitido.
N +1 (sp²), un O −1, carbono del CH₃ sp³
Sulfato, SO₄²⁻ (estilo JEE / NEET)
Con dos S=O y dos S–O⁻: S = 6 − 0 − 12/2 = 0, cada O⁻ = −1. En la forma de octeto solo con enlaces sencillos, S = +2.
El S es sp³, tetraédrico; total −2
Acetamida, CH₃CONH₂
N: 1 par solitario y tres enlaces σ, así que el recuento simple es 4 (sp³). El par solitario es contiguo al enlace π del C=O y se deslocaliza.
El N de la amida es sp², plano
Errores comunes
- Contar enlaces en lugar de electrones de enlace. Usa B/2 (el número de enlaces), no B. Un enlace doble suma 2 a B/2.
- Olvidar los pares solitarios. N es el número de electrones no enlazantes, así que cada par solitario cuenta como 2.
- Contar un enlace doble como dos dominios. Para el número estérico, un enlace doble o triple es un solo dominio.
- Dar al N o al O más de 8 electrones. Los átomos del segundo periodo no pueden expandir su octeto. Escribe los grupos nitro como N⁺–O⁻, no como N(=O)=O.
- Llamar sp³ al N de una amida o de la anilina. Los pares solitarios conjugados ocupan orbitales p, así que estos átomos son sp².
- Confundir carga formal y número de oxidación. Usan reglas distintas para contar electrones y suelen dar números diferentes.
Dibújalo bien. Abre la estructura en el editor gratuito MolDraw para añadir pares solitarios, cargas formales y flechas, y exporta un PNG o SVG para apuntes y diapositivas.
Abrir el editor MolDrawPreguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la carga formal?
Usa CF = V − N − B/2, donde V es el número de electrones de valencia del átomo libre, N es el número de electrones no enlazantes (de pares solitarios) del átomo y B es el número de electrones de enlace a su alrededor. Para el N del nitrato: CF = 5 − 0 − 8/2 = +1.
¿Cuál es la carga formal de cada átomo en el CO2?
Los tres átomos tienen carga formal 0 en O=C=O. Carbono: 4 − 0 − 8/2 = 0. Cada oxígeno: 6 − 4 − 4/2 = 0. El carbono tiene hibridación sp y la molécula es lineal.
¿Cómo hallo la hibridación de un átomo?
Cuenta el número estérico: los átomos unidos a él más sus pares solitarios. 2 = sp, 3 = sp², 4 = sp³, 5 = sp³d, 6 = sp³d². Los enlaces dobles y triples cuentan una vez. Un par solitario contiguo a un enlace π suele estar en un orbital p, lo que hace que el átomo sea sp².
¿Por qué el nitrógeno de una amida es sp2 y no sp3?
El par solitario del nitrógeno es contiguo al enlace π del C=O, así que se deslocaliza en él (resonancia). Para solaparse, el par solitario debe ocupar un orbital p, por lo que el nitrógeno es sp² y plano. Lo mismo ocurre con los nitrógenos de la anilina, el pirrol y las enaminas.
¿Es lo mismo la carga formal que el número de oxidación?
No. La carga formal supone que los electrones de enlace se comparten por igual. El número de oxidación supone que todos van al átomo más electronegativo. En el CO2 el carbono tiene carga formal 0 pero número de oxidación +4.
¿Qué estructura de Lewis es la mejor cuando hay varias?
Prefiere la estructura con las cargas formales más próximas a cero, con las cargas formales negativas en el átomo más electronegativo, y nunca pongas más de 8 electrones en un átomo del segundo periodo como C, N u O.
¿La suma de las cargas formales es igual a la carga del ion?
Sí. Las cargas formales de todos los átomos suman la carga total. En el sulfato, SO4 2−, suman −2; en el amonio, NH4+, +1.
Herramientas de química relacionadas
Lee la guía completa: Cómo calcular la carga formal y la hibridación.
Última actualización: