Profesor: Carlos Gutiérrez Arancibia. Temas a tratar: - - Sustancias Puras - Mezclas - Enlaces Químicos - Fuerzas Intermoleculares

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1 Profesor: Carlos Gutiérrez Arancibia Temas a tratar: - - Sustancias Puras - Mezclas - Enlaces Químicos - Fuerzas Intermoleculares

2 A. Sustancia Pura: SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS Una sustancia pura es un material homogéneo que siempre tiene la misma composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas, es decir, su naturaleza y composición no varían sea cual sea su estado. Algunos ejemplos encontramos el agua, sacarosa, oro, oxígeno, etc. Las sustancias puras pueden clasificarse en: Elementos: Sustancia que no puede separarse en sustancias más sencillas por métodos químicos, formadas por un único tipo de átomo. Ejemplo de ello, encontramos todos los elementos de la tabla periódica. Compuestos: Sustancia compuesta por átomos de dos o más elementos, unidos químicamente en proporciones fijas. Los compuestos se pueden descomponer mediante procedimientos químicos en los elementos que los constituyen. Ejemplos: agua, etano, butano, hidróxido de sodio. B. Mezclas: Es cualquier muestra de materia que no es pura, es decir, que no es un elemento o compuestos. Es una combinación de dos o más sustancias en las que cada una conserva sus propiedades características. Las mezclas pueden clasificarse en: Homogéneas: Son aquellas que a simple vista no podemos distinguir las sustancias o componentes que la forman, pues en ella no se distinguen fases. Algunos ejemplos de ello encontramos: aire, aleaciones metálicas, agua de mar, etc.

3 Heterogéneas: Son aquellas en las que a simple vista las sustancias o componentes que la forman se observan. Presenta dos o más fases. Algunos ejemplos de ellos encontramos: pizza, agua y aceite, arena y gradilla, ensalada, etc. ENLACE QUÍMICO El enlace químico es la fuerza que mantiene unidos a los átomos que forman compuesto. Nos ayuda a entender las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en las moléculas, así como también a los iones en las redes cristalinas. Los átomos, iones y moléculas se unen entre sí porque al hacerlo se llega a una situación de energía mínima, equivalente a decir máxima estabilidad. Los electrones de valencia son los responsables de esta unión que genera una forma molecular estable con geometría definida. ELECTRONEGATIVIDAD Y TIPOS DE ENLACES QUÍMICOS La electronegatividad es una propiedad periódica magnética que clasifica los elementos químicos según su capacidad de atraer los electrones, por eso se utiliza como criterio para clasificar los enlaces. Se conocen 3 tipos de enlace interatómico: A. Enlace Metálico Dentro de las características encontramos: el brillo característico, el estado de agregación (sólidos), los levados puntos de fusión y ebullición, alto valor de densidad y dureza, maleables, dúctiles, conducen la electricidad y calor. La teoría que explica estas propiedades se denominó teoría de bandas, explica que cada átomo metálico, contribuye con sus orbitales externos a la formación de más orbitales abarcando mucho más átomos y cuya energía está contenida dentro de ciertos límites que se denominan bandas. En palabras más simples, los metales están formados por una red de iones positivos rodeados por sus electrones de valencia que pueden moverse libremente por toda la estructura. B. Enlace Iónico Fuerza electrostática que atrae entre si a los iones de carga opuesta que resultan de la transferencia de electrones entre un átomo metálico que cede uno o más electrones (transformándose en un catión) y un átomo no metálico que los acepta (transformándose en un anión), dando origen a un compuesto iónico. Este enlace se forma cuando la polaridad de la molécula es muy grande y los átomos prácticamente se separan. Se dijo que el átomo más electronegativo le arranca el electrón al átomo menos

4 electronegativo, y por lo tanto hay una completa transferencia de electrones. En forma general se puede asegurar que los elementos metálicos de los grupo I-A y II-A, (electropositivos) al enlazarse con los elementos no metálicos de los grupos V-A, VI-A y VII-A (electronegativos) formarán siempre enlace iónico. Su diferencia de electronegatividad debe ser superior a 1,7. Propiedades: Sólidos con punto de fusión altos (a mayores a 400 o C). a temperatura ambiente son sólidos. Solubles en disolventes polares e insolubles en disolventes apolares. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones). En solución generan iones que conducen la electricidad (electrolitos).. C. Enlace Covalente Enlace que se forma entre dos átomos no metálicos que comparten electrones. El enlace covalente se caracteriza porque la diferencia de electronegatividad entre los átomos es menos a 1,7. Se distinguen 3 tipos de enlace covalente: A. Covalente Apolar: Ocurre entre átomos no metálicos, los que debido a su similar (o igual) electronegatividad, comparten equitativamente los electrones de enlace. Se da entre dos átomos iguales (moléculas homonucleares) o distintos, pero con el mismo valor de electronegatividad. La nube electrónica se encuentra distribuida en forma simétrica, sin generar dipolo. El valor de la diferencia de electronegatividad es 0. B. Covalente Polar: Ocurre entre átomos distintos (moléculas heteronucleares), donde la diferencia de electronegatividades entre los átomos participantes es insuficiente para que ocurra una transferencia completa de electrones entre los átomos (0 < ΔEN < 1,7), de tal modo que se produce una desigual compartición de los electrones de enlace. Ambos no-metales distribuyen la nube electrónica en forma asimétrica la que se desplaza siempre hacia el átomo más electronegativo generando un dipolo.

5 C. Covalente Dativo o Coordinado: Es un tipo especial de enlace covalente, en el que uno de los átomos no metálicos aporta el par de electrones y el otro los acepta para completar su capa de valencia. El átomo dador, debe presentar al menos un par de electrones sin enlazar, en cambio, la especie aceptora debe tener un déficit de electrones, o bien, el nivel de valencia incompleto. Algunas moléculas y especies químicas que presentan enlace dativo en su estructura: O3, SO2, SO3, H2SO4, HNO3, H3PO4, SO4-2. Propiedades: Sólidos, gases o líquidos con punto de fusión bajos (menores a 300 o C). a temperatura ambiente son sólidos, líquidos o gaseoso. Insolubles en disolventes polares y solubles en disolventes apolares. Los compuestos fundidos o líquidos no conducen la electricidad. En solución acuosa suelen ser malos conductores de la electricidad porque no contienen partículas con carga eléctrica. FUERZAS INTERMOLECULARES No sólo existen interacciones entre los átomos. Las moléculas y los iones poliatómicos también interactúan formando entidades de mayor tamaño. Estas son fuerzas de menor energía, y por lo tanto, más débiles. Se les denomina como interacciones o fuerzas de Van der Waals. A. Fuerzas Dipolo-Dipolo: Es propia de aquellas moléculas que presentan enlaces de tipo covalente polar. La presencia de dipolos en la molécula genera cargas eléctricas parciales que a corta distancia son atraídas por otras cargas (de signo contrario) presentes en otra molécula. B. Fuerzas Ión-Dipolo: Corresponden a interacciones entre un ion (catión o anión) y una molécula con carga eléctrica parcial (enlace covalente polar). Ocurre preferentemente cuando una molécula con enlace iónico (NaCl por ejemplo) se disuelve en un solvente polar (agua). Los iones positivos son atraídos por la zona negativa de la molécula polar mientras que aquellos iones negativos son atraídos por el extremo positivo de la molécula. El resultado es una interacción electrostática de fuerza considerable, pero más débil que un enlace iónico interatómico.

6 C. Puentes de Hidrógeno: Es un tipo de unión (más débil que un enlace normal) intramolecular o intermolecular que se establece entre un átomo de hidrógeno, deficitario de electrones (pues se encuentra unido a un átomo muy electronegativo), y un átomo con alta electronegatividad que posea pares de electrones libres (tal como el nitrógeno, oxígeno o flúor). En una molécula, los átomos de hidrógeno que se encuentran unidos covalentemente a átomos con gran electronegatividad, presentan un déficit electrónico, que se soluciona al establecer un enlace puente de hidrógeno con átomos electronegativos que posean un par de electrones libres (ya sea nitrógeno, oxígeno o flúor), ubicados dentro de la misma molécula o en una molécula vecina. RELACIÓN ENTRE TIPO DE ENLACE-ENERGÍA-LONGUITUD