CsF. NaCl SiO 2 H 2 O. Diamante. Grafito

Transcripción

1 De las interacciones químicas......al tetraedro de las sustancias CsF NaCl SiO 2 H 2 O H 2 Diamante Grafito Au Hg ago-10 Plinio Sosa FQ-UNAM

2 Enlace químico: mis dudas Es algo aparte (además) de los átomos? El enlace (los electrones) mantiene(n) unidos a los átomos? Los enlaces contienen energía? Existen enlaces gravitacionales? Los enlaces fuertes contienen mucha energía (y los débiles poca)? Al romper los enlaces, se libera energía (y se requiere para formarlos)?

3 La analogía de la cuerda Sería necesaria una cuerda para amarrar a los que no se quieren juntar Al romperse la cuerda, los amarrados saldrían disparados Sólo que es al revés... los átomos siempre se quieren juntar! (predominan las atracciones)

4 Energía potencial

5 Pesas-Tierra: un sistema enlazado

6 Cargas opuestas: también sistema enlazado + -

7 Cuesta trabajo...

8 Fuerzas parecidas Eléctricas Gravitacionales q 1q 2 m 1m F e = K r 2 F g = G 1 2 r 2 F e >>> F g porque K >>> G

9 Enlace y energía Enlace fuerte, Poca energía potencial > energía Lejos energía Cerca Enlace débil, Mucha energía potencial

10 Enlace y energía II Enlace fuerte, poca energía potencial + energía > energía + Enlace débil, Mucha energía potencial

11 E p = K (4 q - q + r q + q + q - q ) r r Ganan las atracciones!

12 La energía química CH 4 + O 2 CO H 2 O Energía sobrante de la formación de enlaces: del sistema a los alrededores Energía para romper enlaces: De los alrededores al sistema Energía neta: (en este caso se liberó) ANTES DESPUÉS

13 Para tener en mente... Naturaleza eléctrica de las partículas químicas: núcleos positivos y electrones negativos Las interacciones químicas son simplemente interacciones eléctricas entre especies cargadas.

14 Enlace químico: mis dudas De verdad, los enlaces iónico y covalente son dos extremos de la misma cosa? El enlace metálico no es también covalente? Las interacciones i dipolares son lo mismo que el enlace químico pero más débil? Tiene sentido clasificar los enlaces?

15 Tipos de interacciones Núcleo-electrónicaselectrónicas químicas X-Y (dos electrones-dos cores) ) M n (muchos electrones-muchos cores) Entre partículas M + vs. X (entre iones) Moléculas vs. iones, moléculas o átomos

16 Interacciones químicas Núcleo-electrónicaselectrónicas El modelo del enlace covalente: Interacción unos cuántos núcleos y unos cuantos electrones dentro de una partícula (generalmente dos cores y dos electrones, X-Y). Mecánica cuántica. El modelo del enlace metálico: Interacción entre muchísimos cores y muchísimos electrones. Mecánica cuántica.

17 Interacciones químicas Entre partículas El modelo del enlace iónico: Interacción entre iones vecinos. Iones como puntos con carga. El modelo de las interacciones dipolares: Interacción partículas neutras y sus vecinas (iones, moléculas o átomos). Moléculas como dipolos eléctricos Son mucho más débiles que los enlaces (covalente, metálico e iónico). i

18 Tipos de moléculas Polares H Cl (dipolos permanentes) No polares (dipolos instantáneos) H H

19 Tipos de interacciones dipolares Ion-polar Ion-no no polar Polar-polar Polar-no polar (ion-dipolo permanente) (ion-dipolo inducido) (dipolo permanente-dipolo permanente) (dipolo permanente-dipolo inducido) No polar-no polar (dipolo instantáneo-dipolo inducido)

20 Interacciones eléctricas de las partículas químicas Núcleo-electrónicaselectrónicas Entre partículas vecinas Covalentes Iónicas Dipolares 2 e - /2 núcleos (e - localizados) n e - /n núcleos (e deslocalizados) Ion/ion Ion/ dipolo Dipolo/ dipolo Enlace químico Interacciones Enlace covalente Enlace metálico Enlace iónico Interacciones dipolares Exclusivamente modelos cuánticos Admiten modelos clásicos Sustancias Sustancias Sustancias Sustancias moleculares l reticulares metálicas iónicas i Agua Diamante Oro NaCl NaCl/ agua NaCl/ hexano agua/ EtOH agua/ hexano hexano/ hexano

21 Clasificación de de sustancias enlaces Sustancias Reticulares No reticulares Metálicas Iónicas Covalentes reticulares Moleculares (y atómicas) + Au + Au Au + Au + Au + Au+ Au + Au + Au +... Cl. Na... Cl... Na.... C H.. O H.. - Na Cl Na. Cl..... C C. Na. C.. C Cl Cl Na H O.. H

22 Una sustancia g* * BF 3 líq bajo p. f. líq sól ac líq Metálica Iónica Covalente reticular Covalente no reticular

23 100 % El tetraedro de las Carácter iónico sustancias I CsF SiO 2 NaCl H 2 O HCl H 2 NR Hg I 2 0 % CR Diamante Grafito Au M

24 Carácter metálico 100 % M NR 0 % I CR

25 Carácter no reticular 100 % NR I 0 % M CR

26 Resumen (I) Naturaleza eléctrica de las partículas de importancia química (iones, moléculas l y átomos) Enlace químico: interacciones eléctrica entre especies cargadas (núcleos, electrones, partículas) Enlazadas son más estables que sueltas (predominan las atracciones)

27 Resumen (II) Primero: interacciones entre partículas Estados físicos, patrón de solubilidad, inicio de reacciones Después: interacciones núcleo-electrónicaselectrónicas Clasificar sustancias... no enlaces! 4 categorías... no 2! Gracias!