Enlace Químico I: Conceptos Básicos

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1 Electrones de valencia son los electrones de capa mas externa de un átomo. Estos participan en formar Enlaces químicos. Enlace Químico I: Conceptos Básicos Capítulo 9 Grupo Configuración e 1A ns 1 1 A ns 3A ns np 1 3 4A ns np 4 5A ns np 3 5 6A ns np 4 6 7A ns np 5 7 # de e de valencia Copyright The McGrawill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 9.1 Símbolos de puntos de Lewis para elementos representativos y gases nobles El enlace iónico Li + Li + 1s s1s s p 5 [e][ne] 1s s p 6 Li Li + + e e + Li + + Li Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 1

2 Electrostatic (Lattice) Energy Ciclo de Bornaber para determinar la energía reticular Energía reticular (E) es la energía requerida para separar completamente un mol de un sólido iónico en sus respectivos iones gaseosos. E = k Q +Q r Q + es la carga del catión Q es la carga del anión r es la distancia que los separa Energía aumenta con aumentos en Q o disminuciones en r compuesto Mg Mg Li LiCl energía reticular 957 Q= +, Q= +, 1036 r < r Cl o o o o o o overall = Un enlace covalente es en el que dos átomos comparten dos o mas electrones. Porqué deben compartir electrones? + 7e 7e 8e 8e Estructura de Lewis de 9.3 Pares libres Enlace covalente sencillo Pares libres Pares libres Enlace covalente sencillo Pares libres 9.4 Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo

3 Estructura de Lewis de agua Enlaces covalentes sencillos Largos de enlace (covalentes) + + or e8e e Enlace doble dos átomos comparten dos pares de e s C o C Enlaces 8e 8edobles Enlaces dobles Enlace triple tdos átomos compartes tres pares de e s N N o N N Enlace 8e 8e triple Enlace triple 9.4 Largos de enlace triple < doble < sencillo 9.4 Enlace covalente polar o enlace polar es un enlace covalente en el que hay mayor densidad electrónica alrededor de uno de los dos átomos electron poor region electron rich region Pobre en e Rico en e δ + δ Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 3

4 Electronegatividad es la abilidad de atraer los electrones de un enlace químico La electronegatividad de los elementos comunes Afinidad electrónica medible, Cl tiene la mayor X (g) + e X (g) Electronegatividad relativa, es el mas alto Variación de la electronegatividad con Z Clasificación de enlaces por diferencia en electronegatividad Diferencia Tipo de enlace 0 Covalente no polar Iónico 0 < y < Covalente polar Aumento de la diferencia en electrtonegatividad Covalente Covalente polar Ionic 9.5 compartir e Transferencia parcial de e Transferencia de e 9.5 Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 4

5 Clasifique los siguientes enlaces: El enlace de CsCl; El enlace de S; y el enlace NN en NN. Cs 0.7 Cl =.3 Iónico.1 S = 0.4 Covalente polar N 3.0 N = 0 Covalente 9.5 Cómo escribimos estructuras de Lewis? 1. Dibuje la estructura esqueletal mostrando como están unidos los átomos. Coloque al elemento menos electronegativo en el centro.. Contabilice los electrones de valencia. Si son iones poliatómicos, añada uno por cada carga negativa y reste uno por cada carga positiva. 3. Complete octeto para todos los átomos comenzando afuera, hacia adentro. ay algunas excepciones (, Be, B) 4. De ser necesario hacer enlaces dobles o triples entre átomos, hágalos moviendo electrones. 9.6 Escriba la estructura de Lewis de N 3 Paso 1 N es menos electronegativo que, colóquelo en el centro Paso Cuente los electrones de valencia N 5 (s p 3 ) y 7 (s p 5 ) 5 + (3 x 7) = 6 electrones de valencia Paso 3 Dibuje enlaces sencillos y complete octetos de afuera hacia adentro Paso 4 Verifique que no colocó electrones de mas ni de menos 3 enlaces sencillos (3x) + 10 pares libres (10x) = 6 e s valencia Escriba la estructura de Lewis del ión carbonato (C 3 ) Paso 1 C es menos electronegativo que, colóquelo en el centro Paso Cuente los electrones de valencia C 4 (s p ) y 6 (s p 4 ) + e por la carga negativa 4 + (3 x 6) + = 4 electrones de valencia Paso 3 Dibuje enlaces sencillos y complete octetos de afuera hacia adentro ( todos los átomos tienen octeto?) Paso 4 Verifique que no tenga electrones de mas ni de menos 3 enlaces sencillos (3x) + 9 pares libres (9x) = 6 e s de valencia Paso 5 Carbono necesita electrones, forme un doble enlace N 9.6 C enlaces sencillos (x) = 4 1 doble enlace = 4 8 pares libres (8x) = 16 Total = Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 5

6 Dos posibles estructuras esqueletales para formaldehido (C ) C C 1 +1 C C 4 e 6 e x1 e 1 e sencillos (x) = 4 1 doble enlace = 4 pares libres (x) = 4 Total = 1 La carga formal es la diferencia entre los electrones de valencia de un átomo aislado y el número asignado a este en una estructura de Lewis. = electrones de valencia electrones no enlazantes 1 electrones enlazantes ( ) de un átomo = e s de valencia electrones no enlazantes 1 electrones enlazantes ( ) La suma de todas las cargas formales en una molécula neutral tiene que ser cero (y en un ión poliatómico tiene que ser igual a la carga del ión). 9.7 de C de = 4 ½ x 6 = 1 = 6 ½ x 6 = C = de C de electrones de valencia C 4 e 6 e x1 e 1 e = 4 0 ½ x 8 = 0 = 6 4 ½ x 4 = 0 electrones no enlazantes sencillos (x) = 4 1 doble enlace = 4 pares libres (x) = 4 Total = 1 1 electrones enlazantes ( ) 9.7 y estructuras de Lewis 1. Para moléculas neutrales, una estructura de Lewis que tenga cargas formales igual a cero es preferida sobre una en que las cargas no sean cero.. Mientras menor el tamaño de las cargas formales, mas realista es la molécula. 3. Si hay varias opciones realistas entre las reglas anteriores, escriba la estructura que tenga cargas formales negativas en los elementos mas electronegativos. Cuál es mas realista para C? 1 +1 C 0 0 C 9.7 Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 6

7 Una estructura de resonancia es una o mas estrucutras de Lewis para una sóla molécula que no puede ser representada exactamente con sólo una estructura. El octeto incompleto Excepciones a la regla del octeto + + Be Be e x1e 4e Be Cuáles son las estructuras de Resonancia para el ión carbonato (C 3 )? C C C B 3e B 3 3 3x7e B 4e 3 sencillos (3x) = 6 9 pares libres (9x) = 18 Total = Excepciones a la regla del octeto Moléculas con número par de electrones N 5e N 6e N 11e El octeto expandido (número cuántico principal tiene que ser n > ) Los cambios en entalpía necesarios para romper un enlace particular en un mol de moléculas gaseosas es la energía de enlace. Energía de enlace (g) (g) + (g) 0 = kj Cl (g) Cl (g) Cl (g) + Cl (g) 0 = 4.7 kj (g) + Cl (g) 0 = kj (g) (g) + (g) 0 = kj S 6 S 6e 6 4e 48e S 6 sencillos (6x) = 1 18 pares libres (18x) = 36 Total = 48 N (g) N (g) + N (g) 0 = kj N N Energías de enlace Sencillo < Doble < Triple 9.9 Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 7

8 Energía de enlace promedio en moléculas poliatómicas Energías de enlace (BE) y cambios en entalpía de reacciones (g) (g) + (g) 0 = 50 kj (g) (g) + (g) 0 = 47 kj Energía de enlace para = = 464 kj Imagine que una reacción procede mediante el rompimiento de todos los enlaces de reactivos y la formación de todos los enlaces de los productos. 0 = energía total usada energía total liberada = ΣBE(reactivos) ΣBE(productos) (g) + Cl (g) Cl (g) (g) + (g) (g) Use energías de enlace para calcular el cambio en entalpía de: (g) + (g) (g) Tipo de enlace roto 0 = ΣBE(reactivos) ΣBE(productos) Número de enlaces rotos Energía de enlace (kj/mol) Cambio de energía (kj) Tipo de enlace formado Número de enlaces formados Energía de enlace (kj/mol) Cambio de energía (kj) = x 568. = kj Copyright The McGrawill Companies, Inc. / Provisto por Dr. ernándezcastillo 8