TEMA 5 ENLACE QUIMICO. Propiedades de las sustancias iónicas, covalentes y metálicas. Prof: Noemy Quirós

Transcripción

1 TEMA 5 ENLACE QUIMICO Propiedades de las sustancias iónicas, covalentes y metálicas 1 Prof: Noemy Quirós

2 ESTADOS DE AGREGACIÓN A 298 K A 298 K, cuanto mayor es la atracción entre las partículas (átomos, iones o moléculas) menor movilidad tienen entre sí. En los sólidos las partículas solamente vibran en una posición; las atracciones son lo suficientemente fuertes para que esto ocurra. En los líquidos las partículas tienen mayor movilidad pero no son independientes unas de otras. En los gases son muy poco efectivas las atracciones interpartícula. 2

3 ESTADOS DE AGREGACIÓN A 298 K ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA SUSTANCIA CONSTITUIDO POR SE MANTIENEN JUNTAS POR Sustancias iónicas son sólidos Los covalentes son SÓLIDOS, LÍQUIDOS o GAS. Los metálicos son SÓLIDOS excepto el MERCURIO que es LÍQUIDO iones moléculas átomos enlace iónico atracciones intermoleculares enlace metálico 3

4 TEMPERATURA DE FUSIÓN NORMAL A 101,3 kpa, es la temperatura a la cual el sólido pasa a ser líquido. Una mayor atracción entre las partículas se refleja en que es necesaria una mayor temperatura para superar dichas atracciones. Esto es, cuanto más fuerte la atracción interpartícula, mayor es la temperatura de fusión normal. 4

5 TEMPERATURA DE FUSIÓN NORMAL SÓLIDO IÓNICO COVALENTE METÁLICO T fusión normal 600 a 3000 C -272 a 400 C -39 a 3410 C T fusión normal Altas Bajas Altas y bajas 5

6 TEMPERATURA DE EBULLICIÓN NORMAL A 101,3 kpa, es la temperatura a la cual el líquido pasa a ser gas. Una mayor atracción entre las partículas se refleja en que es necesaria una mayor temperatura para superar las atracciones. Esto es, cuanto más fuerte la atracción interpartícula, mayor es la temperatura de ebullición normal. 6

7 TEMPERATURA DE EBULLICIÓN NORMAL SÓLIDO IÓNICO COVALENTE METÁLICO T ebullición normal 800 a 4000 C -191 a 480 C 357 a 5660 C T ebullición normal Altas Bajas Relativamente altas 7

8 NOTA Las diferencias de puntos de ebullición y fusión se deben a que para fundir un compuesto iónico o uno metálico se debe vencer el enlace iónico o metálico respectivamente, mientras que para fundir una sustancia covalente se debe vencer las fuerzas intermoleculares( dp-dp, di-di o puente de hidrógeno). Las fuerzas intermoleculares son mucho más débiles que los enlaces. La energía necesaria para romper un enlace es superior a los 100 kj mientras que para las fuerzas intermoleculares la energía necesaria es menor. 8

9 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Son los joules que se conducen en un segundo en una pared del material, de 1 cm 2 de cara y 1 cm de grosor con un cambio de temperatura de 1 kelvin (J/(s.cm.K)). Un material es un buen conductor térmico cuando distribuye en su volumen el aumento en la energía cinética de sus partículas en poco tiempo, en caso contrario, su conductividad térmica será baja. 9

10 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA En los gases la conducción ocurre por colisiones entre sus partículas y como la distancia entre ellas es grande, la conductividad es baja. En sólidos no metálicos ocurre por aumento en la vibración de las partículas. En los metales, ocurre por los electrones móviles, por eso son mucho mejores conductores térmicos. Todos los metales son buenos conductores térmicos, mientras que las sustancias iónicas y covalentes son buenas como aislantes. 10

11 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Se emplean buenos conductores térmicos en ollas de cocina, sartenes, calentadores y radiadores, planchas, entre otros. Se usan malos conductores para los mangos de las sartenes y ollas, para aislar las construcciones, hornos, refrigeradores y congeladores 11

12 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Sustancia IÓNICO COVALENTE METÁLICO CONDUCTIVIDAD TÉRMICA cerca de 0,8 o menos cerca de 0,6 o menos 10 a 429 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Mala Mala Buena 12

13 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN DISOLUCIÓN ACUOSA Disociación: es cuando los sólidos iónicos se separan en los iones que los componen. NaCl (s) H 2 O Na 1+ (ac) + Cl 1- (ac) 13

14 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN DISOLUCIÓN ACUOSA Solvatación: Es cuando las moléculas se disuelven, por ejemplo en agua, las moléculas del disolvente rodean la sustancia y por ello se disuelven. 14

15 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN DISOLUCIÓN ACUOSA Ionización: es cuando las sustancias covalentes se separan en sus componentes. Como sabemos, los compuestos covalentes no poseen iones, sin embargo cuando se disuelven en agua la solvatación provoca el rompimiento de un enlace covalente y la producción de iones H Cl H 2 O H Cl H Cl INTERACCIÓN SOLUTO - DISOLVENTE SOLVATACIÓN E IONIZACIÓN 15

16 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN DISOLUCIÓN ACUOSA Los compuestos iónicos conducen la corriente eléctrica cuando están fundidos o en disoluciones acuosas, debido a los iones que disocian. Algunos compuestos covalentes, que ionizan en agua, conducen la electricidad en disolución acuosa. Otros solamente se solvatan y no conducen. 16

17 TEORÍA DE BANDAS Esta explica la conductividad eléctrica. El traslape de un gran número de orbitales atómicos conduce a un conjunto de orbitales moleculares que se encuentran muy próximos en energías y que forman virtualmente lo que se conoce como una banda. Las bandas se encuentran separadas entre sí mediante espacios energéticos a los que no les corresponde ningún orbital molecular 17

18 TEORÍA DE BANDAS 18

19 TEORÍA DE BANDAS Estos orbitales moleculares tienen energías tan parecidas que se describen en forma más adecuada como una "banda". Este conjunto de niveles tan cercanos en energía se conoce como banda de valencia. La parte superior de los niveles energéticos corresponde a los orbitales moleculares vacíos, se le llama banda de conducción. La diferencia que existe entre la banda de valencia y la banda de conducción se conoce como banda prohibida. 19

20 TEORÍA DE BANDAS La diferencia entre la banda de valencia y la banda de conducción determina la conductividad eléctrica. Las sustancias que no conducen electricidad se conocen como aislantes y son los que poseen una mayor banda prohibida. Las sustancias que conducen electricidad se conocen como conductores y son los que poseen una menor banda prohibida. Los semiconductores tienen una conductividad entre 20 metales y los aislantes

21 TEORÍA DE BANDAS BC BP BV BC BP BV BC BP BV Aislante Semiconductor Conductor 21

22 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Solamente las sustancias metálicas son buenas conductoras de la corriente eléctrica. Las sustancias iónicas y covalentes son malas conductoras de la corriente eléctrica. 22

23 SOLUBILIDAD Los compuestos iónicos son solubles en agua. Los compuestos covalentes pueden ser o no solubles en agua. Los metales o aleaciones no son solubles en agua. 23

24 OTRAS PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS Las cerámicas son compuestos iónicos y son superconductores. Son cristalinos. Son duros y frágiles. Ej: NaF, AlF 3, NaOH, NH 4 NO 3 24

25 OTRAS PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS COVALENTES Las polímeros naturales y sintéticos son macromoléculas. Son cristalinos y amorfos. Son suaves y frágiles. Ej: SO 2, H 3 CCH 3, H-H, NH 3 25

26 OTRAS PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS METÁLICOS Son cristalinos. Son dúctiles y maleables. Ej: Cu, Ag, U, Au 26