Geometría molecular del amoníaco

 Geometría molecular del amoníaco. La figura muestra que la molécula NH₃ posee un átomo de nitrógeno central unido a tres átomos de hidrógeno mediante tres enlaces sigma N–H. La estructura de enlaces representa esos enlaces con cuñas y trazos para indicar que se proyectan en tres dimensiones, mientras el óvalo punteado identifica el par de electrones no enlazantes. El modelo de esferas confirma que los tres hidrógenos forman una base triangular y el nitrógeno se ubica por encima de ella. Esta disposición corresponde a una geometría trigonal piramidal, no a una molécula plana.

El nitrógeno presenta cuatro regiones de densidad electrónica: tres pares enlazantes y un par solitario. Su arreglo electrónico básico es tetraédrico, pues las cuatro regiones se orientan aproximadamente hacia los vértices de un tetraedro. Sin embargo, la geometría molecular se nombra según la posición de los átomos, no según la posición del par libre. Al ocultar el vértice ocupado por los electrones no enlazantes, quedan tres hidrógenos organizados como una pirámide trigonal. El ángulo ideal de un tetraedro regular es 109,5°, pero en el amoníaco los ángulos H–N–H se reducen hasta cerca de 107°.

La disminución angular se explica porque el par solitario ocupa más espacio cerca del nitrógeno que los pares enlazantes. Al no compartir su densidad electrónica con otro núcleo, ese par ejerce una repulsión más intensa sobre los enlaces N–H y los comprime. La forma piramidal también impide que los dipolos de enlace se cancelen: el amoníaco posee un momento dipolar neto y es una molécula polar. Esta polaridad favorece las interacciones dipolo–dipolo y los puentes de hidrógeno, responsables de su solubilidad en agua y de una temperatura de ebullición mayor que la de moléculas apolares similares. Además, su par libre permite que actúe como base de Lewis al captar protones en muchas reacciones ácido–base.