Enlace Químico. Colegio San Esteban Diácono Departamento de Ciencias Química Iº Medio Prof. Juan Pastrián / Sofía Ponce de León

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1 Enlace Químico Colegio San Esteban Diácono Departamento de Ciencias Química Iº Medio Prof. Juan Pastrián / Sofía Ponce de León

2 Objetivos u u u u u Comprender la interacción entre átomos a partir de su estructura electrónica. Identificar los electrones de valencia de un átomo y representarlos mediante las estructuras de Lewis. Comprender la formación de enlaces a partir de la capacidad de los electrones de valencia de ser compartidos o cedidos. Representar la formación de enlaces iónicos y covalentes mediante estructuras de Lewis. Identificar y comprender las propiedades de los compuestos iónicos y covalentes.

3 Por qué los átomos se enlazan? Mayor energía Menor energía La estabilidad siempre estará asociada al mínimo valor de energía posible.

4 (muy cerca) Atracción Nube de electr Repulsión Núcleo Energía (muy lejos) El mínimo de la curva da la separación internuclear más estable en la molécula H 2 y la ganancia en estabilidad respecto de los dos átomos H separados. Longitud de enlace (74 pm) Distancia internuclear

5 Cómo se forman los enlaces? Atracción Nube de electrones Repulsión Núcleo Las atracciones entre el núcleo de un átomo y los electrones del átomo vecino son mayores que las repulsiones núcleo núcleo y electrón electrón, lo que da por resultado una fuerza neta de atracción que mantiene unidos a los átomos. Esa fuerza de atracción recibe el nombre de enlace químico.

6 Cómo representamos un enlace? u G. N. Lewis sugirió una forma sencilla de representar los electrones de valencia, utilizando lo que hoy conocemos como símbolos de electrón punto de Lewis, o simplemente símbolos de Lewis.

7 Electrones de valencia Configuración electrónica Grupo en el S. Periódico Sumar los electrones ubicados en los orbitales del último nivel energético. Para los elementos representativos, el número de electrones de valencia coincide con el grupo en que se encuentran. Actividad Nº1: Determine los electrones de valencia para los siguientes elementos: a) Fósforo (P) b) Berilio (Be) c) Cloro (Cl) d) Potasio (K)

8 Actividad Nº2: Determine el grupo en que se encuentran los siguientes elementos representativos, a partir de sus respectivas estructuras de Lewis: Ca F C

9 Regla del octeto Por qué no es una LEY? Muy apantallado, baja Z ef, fácil de eliminar Poco apantallado, alta Z ef, difícil de eliminar Muy apantallado, baja Zef, difícil de agregar Poco apantallado, alta Z ef, fácil de agregar

10 Regla del octeto GASES NOBLES: Muy apantallado, baja Z ef, fácil de eliminar Altas energías de ionización. Baja reactividad química. Tienen ocho electrones de valencia (excepto el He). Poco apantallado, alta Z ef, difícil de eliminar Los átomos tienden a captar, ceder o Muy compartir apantallado, electrones baja Zef, hasta estar difícil rodeados agregar por ocho electrones de valencia. Poco apantallado, alta Z ef, fácil de agregar

11 Enlace Químico Covalente Comparten electrones de valencia. Iónico Transfieren electrones de valencia. Metálico Apolar Polar Coordinativo 1,7 0,4 0 EN Iónico (cargas completas) Covalente polar (cargas parciales) Covalente apolar (electrónicamente simétrico)

12 Enlace iónico u Se produce por una transferencia de electrones de un átomo a otro. u El átomo que cede electrones se transforma en un catión. u El átomo que capta electrones se transforma en un anión. Un enlace iónico

13 Átomo que cede e : Baja energía de ionización. Baja electronegatividad. Átomo que capta e : Alta energía de ionización. Alta electronegatividad. Un cristal de sal común es un agregado ordenado de manera regular de millones de iones. No obstante, la proporción entre los iones sodio y cloruro es 1:1. De aquí que se obtiene la fórmula NaCl. Cómo se forma el enlace iónico?

14 Energía de ionización Electronegatividad Energía de ionización Electronegatividad Metales alcalinos y alcalinotérreos Grupo IA y IIA Halógenos Grupo VIIA IMPORTANTE: El enlace iónico más común se genera entre metales alcalinos o alcalinotérreos y los halógenos, aunque pueden haber enlaces iónicos entre elementos de otros grupos siempre y cuando EN sea mayor a 1,7

15 Estructuras de Lewis de Compuestos Iónicos

16 Propiedades de compuestos iónicos q Son sólidos a temperatura ambiente. q Tienen altos puntos de fusión y ebullición. q Son duros. q Muchos de ellos son solubles en agua. q Fundidos o en disolución acuosa conducen la electricidad.

17 Enlace Covalente u Los átomos que forman el enlace comparten sus electrones, de modo de cumplir la regla del octeto. Enlace covalente polar Los electrones de enlace son atraídos más fuertemente por el cloro que por el H Enlace covalente apolar

18 El carbono (C) presenta 4 electrones de valencia. El oxígeno (O) presenta 6 electrones de valencia. O Para cumplir la regla del octeto, ambos átomos deben compartir sus electrones. O C O O C O Cómo se forma el enlace covalente?

19 Estructuras de Lewis de Compuestos Covalentes u PASO 1: Elegir el átomo que central que, generalmente, será el menos electronegativo, exceptuando el H. En el caso de compuestos orgánicos siempre será el C. H 2 CO NH 3 SF 4

20 u PASO 2: Sumar todos los electrones de valencia de los átomos que forman la molécula. H 2 CO NH 3 SF 4 H 1 e v x 2 = 2 C 4 e v x 1 = 4 O 6 e v x 1 = 6 Total: 12 e v N 5 e v x 1 = 5 H 1 e v x 3 = 3 Total: 8 e v S 6 e v x 1 = 6 F 7 e v x 4 = 28 Total: 34 e v

21 u PASO 3: Situar alrededor del átomo central todos los átomos ligantes de la forma más simétrica posible. Únalos mediante enlaces simples. O H C H H N H H F F S F F

22 u PASO 4: Sumar los electrones de valencia compartidos (que forman parte de los enlaces) y réstelos al total de electrones de valencia calculados en el Paso 2. H 2 CO 3 enlaces = 6 electrones 12 e v 6 e v = 6 e v NH 3 3 enlaces = 6 electrones 8 e v 6 e v = 2 e v SF 4 4 enlaces = 8 electrones 34 e v 8 e v = 26 e v

23 u PASO 5: Agregar los electrones de valencia sobrantes a los ligandos, completando su octeto. O H C H H N H H F F S F F

24 u PASO 6: Si aun quedan electrones de valencia que no han sido considerados en la representación del compuesto, estos deben ser agregados al átomo central. H 2 CO 6 e v 6 e v = 0 e v NH 3 2 e v 0 e v = 2 e v O H C H H N H SF 4 4 enlaces = 8 electrones 26 e v 24 e v = 2 e v F F F S F F H

25 u PASO 7: Si no hay suficientes electrones de valencia para que el átomo central tenga un octeto, probar con enlaces dobles o triples. O O H C H H C H

26 Excepciones a la regla del octeto u Octeto incompleto: Los átomos no completan sus 8 electrones de valencia. H 2, BeH 2, BH 3, AlCl 3, BF 3, AlI 3 u Octeto expandido: Los átomos sobrepasan los 8 electrones de valencia. PCl 5, AsF - 6 u Moléculas con un número impar de electrones. Cl 2 O, NO, NO 2

27 Propiedades de compuestos covalentes q A temperatura ambiente pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. q Las sustancias reticulares son sólidas a temperatura ambiente. q Son solubles en solventes de igual naturaleza (polar o apolar) q Tienen bajos puntos de fusión, excepto las sustancias reticulares.

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