El enlace iónico. Los cationes y los aniones están unidos por la fuerza electroestática.

Transcripción

1 El enlace iónico Los elementos con bajas energías de ionización tienden a formar cationes, en cambio los elementos con alta afinidad electrónicas tienden a formar aniones. Los metales alcalinos (IA) y alcalinos térreos (IIA) tienen mas probabilidad de formar cationes. Los halógenos (VIIA) y el oxígeno (VIA) son los más aptos para formar aniones. Los cationes y los aniones están unidos por la fuerza electroestática.

2 Enlace químico El desarrollo de la tabla periódica y de la configuración electrónica fueron los fundamentos para entender como se forman los compuestos. G. Lewis propuso que los átomos se combinan para alcanzar su configuración electrónica mas estable. La estabilidad máxima se logra cuando un átomo es isoelectrónico con un gas noble. Cuando los átomos interactúan para forman un enlace químico, sólo entran en contacto sus regiones mas externas.

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5 La teoría de Lewis no explica por qué existen los enlaces químicos. Teoría del Enlace de Valencia Supone que los electrones de una moléculas ocupan orbitales atómicos de los átomo individuales. Esto permite conservar la imagen de los átomos individuales tomando parte en la formación del enlace. Esta teoría establece que una molécula estable se forma a partir de los átomos cuando la energía potencial del sistema ha disminuido al mínimo. Una propiedad útil es la electronegatividad: capacidad de un átomo para atraer los electrones de un enlace químico. Un enlace iónico se forma cuando: D EN 2,0. Un enlace covalente se forma cuando: D EN < 2,0

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11 El enlace covalente La formación de un enlace covalente implica que los átomos compartan electrones. Tiene lugar entre los átomos cuya DEN 1,8

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13 Enlace covalente polar (0,4 < DEN< 1,8) El enlace se llama enlace covalente polar porque los electrones pasan mas tiempo en la vecindad de un átomo que en el otro. Este reparto desigual es comparable a una transferencia parcial de electrones. En el H 2 los átomos son idénticos los electrones se comparten equitativamente. Pero en el HF los electrones no se comparten por igual porque son átomos distintos H : F. Entonces hay una mayor densidad electrónica alrededor del F y una menor alrededor del H.

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15 Cuando se conectan a un campo eléctrico las moléculas polares orientan su extremo negativo a la placa positiva y viceversa. Una medida cuantitativa de la polaridad del enlace es su momento dipolar: m = Q X r

16 Geometría molecular

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19 Enlace metálico Modelo del mar de electrones Los electrones de valencia del metal esta deslocalizados en todo el sistema. Se puede imaginar como una distribución de iones positivos inmersos en un mar de electrones. La gran fuerza debida a la deslocalización es la que le confiere gran resistencia. La movilidad de los electrones deslocalizados permite que los metales sean buenos conductores del calor y de la electricidad.

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21 Teoría de las bandas de conductividad Los electrones se mueven libremente a través de las bandas que se forman por el solapamiento de los orbitales moleculares. Por ejemplo: Mg : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Los átomos están empaquetados muy cerca uno de otro. Los niveles energéticos de cada átomo están afectados por los del vecino. Lo que como resultado un solapamiento de orbitales. Estos orbitales tiene energías tan parecidas que queda mejor descriptas como bandas.

22 Cuando una gran cantidad de átomos se unen, como en las estructuras sólidas, el número de orbitales de valencia (los niveles de energía más altos) es tan grande y la diferencia de energía entre cada uno de ellos tan pequeña que se puede considerar como si los niveles de energía conjunta formaran bandas continuas más que niveles de energía como ocurre en los átomos aislados. Sin embargo, debido a que algunos intervalos de energía no contienen orbitales, independiente del número de átomos agregados, se crean ciertas brechas energéticas entre las diferentes bandas.

23 Dentro de una banda los niveles de energía son tan numerosos que tienden a considerarse continuos si se cumplen dos hechos: 1. Si la separación entre niveles de energía en un sólido es comparable con la energía que los electrones constantemente intercambian en fotones; 2. Si dicha energía es comparable con la incertidumbre energética debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, para periodos relativamente largos de tiempo.

24 La banda de valencia (BV): está ocupada por los electrones de valencia de los átomos, es decir, aquellos electrones que se encuentran en la última capa o nivel energético de los átomos. Los electrones de valencia son los que forman los enlaces entre los átomos, pero no intervienen en la conducción eléctrica. La banda de conducción (BC): está ocupada por los electrones libres, es decir, aquellos que se han desligado de sus átomos y pueden moverse fácilmente. Estos electrones son los responsables de conducir la corriente eléctrica.

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28 Enlace iónico Enlace covalente Enlace metálico Aspecto Sólidos opacos o translúcidos Sólido, líquidos o gases Sólidos opacos con brillo Puntos de fusión Solubilidad en agua Conductividad eléctrica en solución Alto En general bajo, con algunas excepciones Alto Moderada a alta Baja a muy baja Nula Moderada a alta Baja a muy baja Nula