COMPUESTOS COVALENTES

Transcripción

1 COMPUESTOS COVALENTES MODELO DE LEWIS-LANGMUIR RESONANCIA TRPECV

2 IONICO COORDINADO COVALENTE METALICO %CARACTER IONICO

3 MOLECULAS COVALENTES UN GRUPO DE MOLECULAS COVALENTES MUY CERCANAS A NOSOTROS, ALGUNAS DE LAS CUALES NOS SON VITALES: O 2 N 2 2 O CO 2 ESTAS MOLECULAS, EN GENERAL, 1) SON POBRES CONDUCTORES ELECTRICOS 2) TIENEN PUNTOS DE FUSION Y EBULLICION RELATIVAMENTE BAJOS 3) NO SON PARTICULARMENTE AFECTOS A CRISTALIZAR 4) LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD ENTRE SUS ELEMENTOS ES RELATIVAMENTE PEQUEÑA O CERO

4 REACCIONES FUERTEMENTE EXOTERMICAS, CON PRODUCCION DE GASES, SE USAN COMO PROPULSORES O EXPLOSIVOS...PIROTECNICOS.

5 COMPUESTOS CON ELEMENTOS DE ELECTRONEGATIVIDAD SEMEJANTE EXCEPTUANDO A LOS METALICOS e Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La f Ta W Re Os Ir Pt Au g Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac

6 MODELO DE LEWIS GILBERT NEWTON LEWIS

7 LOS QUIMICOS DE PRINCIPIOS DEL SIGLO PASADO, ESTABAN FASCINADOS CON LA IDEA DE UNA ESTABILIDAD CASI MAGICA DE LOS GASES NOBLES 5104 ESTA IDEA GOBERNO EL PENSAMIENTO CIENTIFICO Y TUVO UNA INFLUENCIA DETERMINANTE EN EL DESARROLLO DE DIVERSOS MODELOS Y POSTULADOS. KOSSEL CONSTRUYO SU MODELO IONICO DE CARGAS ELECTRICAS PORQUE LOS ELEMENTOS INVOLUCRADOS ADQUIRIAN LA CONFIGURACION "ESTABLE" DE UN GAS NOBLE Cl Cl - Ar Na Na + Ne UGO TORRENS

8 PARA COMPUESTOS IONICOS, ENCONTRAMOS UN MODELO DE ENLACE QUE NOS EXPLICA SUS PROPIEDADES Y COMPORTAMIENTO 5103 E RED = ((ANC + C - e 2 )/((4 0 d))(1-(1/n)) AORA NECESITAMOS UN MODELO EQUIVALENTE, QUE NOS EXPLIQUE LAS PROPIEDADES Y COMPORTAMIENTO QUIMICO, DE LAS MOLECULAS EN QUE EXISTEN ENLACES COVALENTES. EL MODELO QUE ESTUDIAREMOS FUE DESARROLLADO POR G.N. LEWIS.

9 5104A LEWIS TENIA LA MISMA CONVICCION DE SUS CONTEMPORANEOS SOBRE LA ESTABILIDAD MAGICA DE LOS GASES NOBLES PERO, COMO EXPLICAR EL ENLACE DE LA MOLECULA DE CLORO, Cl 2, EN LA QUE AMBOS ATOMOS NECESITAN UN ELECTRON PARA TENER LA CONFIGURACION DE GAS NOBLE? UGO TORRENS

10 5105 Y SI SE MODIFICARA "UN POCO" EL MODELO DE KOSSEL? Cl Cl - Ar Na Na + Ne POR EJEMPLO Cl Ar Cl 2 Cl Ar UGO TORRENS

11 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR EL MODELO DE LEWIS-LANGMUIR ASUME QUE PARA FORMAR UN ENLACE COVALENTE, LOS ATOMOS COMPARTEN ELECTRONES ASTA QUE CADA UNO OBTIENE LA CONFIGURACION DE UN GAS NOBLE. POR EJEMPLO: Cl Ar Cl Ar UGO TORRENS

12 PARA TENER LA ESTABILIDAD ASOCIADA A LOS GASES NOBLES, LOS ALOGENOS NECESITAN 1 ELECTRON, LOS CALCOGENOS 2, e 5 ELECTRONES 4 ELECTRONES 3 ELECTRONES 2 ELECTRONES 1 ELECTRON B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar Ga Ge As Se Br Kr In Sn Sb Te I Xe Tl Pb Bi Po At Rn

13 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5200A LOS ELECTRONES QUE SE COMPARTEN SON LOS DE LA ULTIMA CAPA QUE SE CONOCEN COMO ELECTRONES DE VALENCIA: e B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar Ga Ge As Se Br Kr In Sn Sb Sb I Xe Tl Pb Bi Po At Rn UGO TORRENS

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15 Cl Ar Cl Ar Cl 2 EN ESTE PUNTO QUE NOS DICE ESTA SUPOSICION? DOS ATOMOS NEUTROS SE UNEN Y LA MOLECULA DEBE SER NEUTRA O POLAR SE ESPERAN PUNTOS DE FUSION Y EBULLICION BAJOS NO EXISTEN ATRACCIONES ELECTRICAS Y LAS MOLECULAS NO SE ATRAEN EXPECIALMENTE NO AY NINGUNA RAZON EVIDENTE PARA QUE CRISTALICEN UGO TORRENS

16 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR EL ELIO TIENE DOS ELECTRONES DE VALENCIA, MIENTRAS QUE EL RESTO DE LOS GASES NOBLES TIENEN OCO. YA QUE EL MODELO DE LEWIS-LANGMUIR ASUME QUE PARA FORMAR UN ENLACE COVALENTE, LOS ATOMOS ADOPTAN LA CONFIGURACION DE UN GAS NOBLE, ESTA IPOTESIS SE CONOCE TAMBIEN COMO LA REGLA DEL OCTETO REGLA POR LA CUAL CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. DESDE LUEGO, EL IDROGENO TENDERA A TENER DOS ELECTRONES PARA ADOPTAR LA CONFIGURACION DEL ELIO. B Al Ga In Tl C Si Ge Sn Pb N P As Sb Bi O S Se Sb Po F Cl Br I At e Ne Ar Kr Xe Rn UGO TORRENS

17 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR REGLA DEL OCTETO e REGLA POR LA CUAL CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. DESDE LUEGO, EL IDROGENO TENDERA A TENER DOS ELECTRONES PARA ADOPTAR LA CONFIGURACION DEL ELIO. B Al Ga In Tl C Si Ge Sn Pb N P As Sb Bi O S Se Sb Po F Cl Br I At Ne Ar Kr Xe Rn REGLA DEL ENLACE CADA PAR DE ELECTRONES COMPARTIDO FORMA UN ENLACE DE ORDEN 1. ELECTRONES COMPARTIDOS/2 = NUMERO DE ENLACES Cl Cl O O N N UGO TORRENS

18 CONTANDO ELECTRONES

19 5202 LA REGLA DEL OCTETO e CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. (O DOS PARA EL IDROGENO) B Al Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Sb F Cl Br I Ne Ar Kr Xe Tl Pb Bi Po At Rn PARA LA MOLECULA DE AGUA, POR EJEMPLO: 2 O e APORTADOS e REQUERIDOS 1 OXIGENO 6e 1 OXIGENO 8e 2 IDROGENOS 2e 2 IDROGENOS 4e 8e 12e e REQUERIDOS - e APORTADOS = e COMPARTIDOS PARA 2 O 12e-8e = 4e COMPARTIDOS O O CADA ELEMENTO CON CONFIGURACION DE GAS NOBLE UGO TORRENS

20 5203 LA REGLA DEL OCTETO e CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. (O DOS PARA EL IDROGENO) B Al Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Sb F Cl Br I Ne Ar Kr Xe N 3 Tl Pb Bi Po At Rn e APORTADOS e REQUERIDOS 1 NITROGENO 5e 1 NITROGENO 8e 3 IDROGENOS 3e 3 IDROGENOS 6e 8e 14e e REQUERIDOS - e APORTADOS = e COMPARTIDOS PARA N 3 14e-8e = 6e COMPARTIDOS UGO TORRENS 3 N N CADA ELEMENTO CON CONFIGURACION DE GAS NOBLE

21 5204 LA REGLA DEL OCTETO e CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. (O DOS PARA EL IDROGENO) B Al Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Sb F Cl Br I Ne Ar Kr Xe CCl 4 e APORTADOS e REQUERIDOS 1 CARBONO 4e 1 CARBONO 8e 4 CLOROS 28e 4 CLOROS 32e 32e 40e Tl Pb Bi Po At Rn e REQUERIDOS - e APORTADOS = e COMPARTIDOS PARA CCl 4 40e-32e = 8e COMPARTIDOS Cl 4 Cl C Cl C Cl Cl UGO TORRENS

22 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5206 EL MODELO DE LEWIS IMPLICA QUE CADA PAR DE ELECTRONES COMPARTIDOS, FORMA UN ENLACE COVALENTE DE ORDEN 1 POR LO TANTO: PARA LA MOLECULA DE AGUA, 2 O, CON 4e COMPARTIDOS/2 = 2 ENLACES O O O O 2 O UGO TORRENS

23 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5206A EL MODELO DE LEWIS IMPLICA QUE CADA PAR DE ELECTRONES COMPARTIDOS, FORMA UN ENLACE COVALENTE DE ORDEN 1 PARA LA MOLECULA DE AMONIACO, CON 6e COMPARTIDOS/2 = 3 ENLACES N N N N N 3 UGO TORRENS

24 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5207 EL MODELO DE LEWIS IMPLICA QUE CADA PAR DE ELECTRONES COMPARTIDOS, FORMA UN ENLACE COVALENTE DE ORDEN 1 PARA LA MOLECULA DE TETRACLURURO DE CARBONO, CON 8e COMPARTIDOS/2 = 4 ENLACES Cl C Cl Cl Cl Cl C Cl Cl Cl C Cl Cl Cl C Cl Cl CCl 4 UGO TORRENS

25 LA REGLA DEL OCTETO e CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. (O DOS PARA EL IDROGENO) B Al Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Sb F Cl Br I Ne Ar Kr Xe SiO 2 Tl Pb Bi Po At Rn e APORTADOS e REQUERIDOS 1 SILICIO 4e 1 SILICIO 8e 2 OXIGENOS 12e 2 OXIGENOS 16e 16e 24e e REQUERIDOS - e APORTADOS = e COMPARTIDOS PARA SiO 2 24e-16e = 8e COMPARTIDOS UGO TORRENS

26 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR EL MODELO DE LEWIS IMPLICA QUE CADA PAR DE ELECTRONES COMPARTIDOS, FORMA UN ENLACE COVALENTE DE ORDEN 1 PARA LA MOLECULA DE DIOXIDO DE SILICIO, CON 8e COMPARTIDOS/2 = 4 ENLACES CON TRES ELEMENTOS? O Si O O Si O O Si O O Si O SiO 2 UGO TORRENS

27 5205 LA REGLA DEL OCTETO e CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. (O DOS PARA EL IDROGENO) B Al Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Sb F Cl Br I Ne Ar Kr Xe Tl N 2 e APORTADOS e REQUERIDOS Pb Bi Po At Rn 2 NITROGENOS 10e 2 NITROGENOS 16e 10e 16e e REQUERIDOS - e APORTADOS = e COMPARTIDOS PARA N 2 16e-10e = 6e COMPARTIDOS/2 = 3 ENLACES N N N N UGO TORRENS

28 5205 LA REGLA DEL OCTETO e CADA ATOMO, PARA FORMAR UN ENLACE, TENDERA A TENER OCO ELECTRONES EN SU ULTIMA CAPA. (O DOS PARA EL IDROGENO) B Al Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Sb F Cl Br I Ne Ar Kr Xe CO e APORTADOS Tl Pb Bi e REQUERIDOS Po At Rn 1 CARBONO 4e 1 CARBONO 8e 1 OXIGENO 6e 1 OXIGENO 8e 10e 16e e REQUERIDOS - e APORTADOS = e COMPARTIDOS PARA CO 16e-10e = 6e COMPARTIDOS/2 = 3 ENLACES O C C O UGO TORRENS

29 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR PARA CO TENEMOS 3 ENLACES!!! C O C O C O CO UGO TORRENS

30 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR CONSIDERE LOS ENLACES CARBON-OXIGENO EN C 3 O, CO 2 Y CO C O 3 C O O C O O C O C O C O UGO TORRENS

31 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR CONSIDERE LA ENERGIA DE LOS ENLACES CARBON-OXIGENO EN C 3 O, CO 2 Y CO C O KJmol -1 O C O KJmol -1 C O KJmol -1

32 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR POR LO TANTO, UN MODELO TAN SIMPLE COMO EL DE LEWIS ES CAPAZ DE PREDECIR ENLACES SIMPLES C-O DOBLES C=O TRIPLES C O EN MOLECULAS EN QUE NO LOS "ESPERARIAMOS"

33 PARES LIBRES

34 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR PARA ADOPTAR LA CONFIGURACION DE UN GAS NOBLE, LOS ELEMENTOS PUEDEN COMBINAR ELECTRONES Y GUARDARSE PARES LIBRES, COMO SE MUESTRA EN LOS SIGUIENTES EJEMPLOS: e B Ne C N O F C N O F UGO TORRENS

35 B C N O F B 3 C 4 N 5 O 6 F B C N O F B 3 C 4 N 3 O 2 F InF 3 SnF 4 SbF 5 TeF 6 IF MODELO DE 1LEWIS-LANGMUIR 414 UGO TORRENS

36 DISPONIBILIDAD DE PARES LIBRES

37 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5212 LA "DISPONIBILIDAD" DE LOS PARES LIBRES DEPENDE DE LA ELECTRONEGATIVIDAD DEL ATOMO CENTRAL: F F Cl Br I UGO TORRENS

38 EFECTO DEL PAR INERTE

39 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5214 SE CONOCE COMO EFECTO DE PAR INERTE LA TENDENCIA A QUE UN PAR DE ELECTRONES SEA MENOS REACTIVO CONFORME, EN UNA FAMILIA, AUMENTA EL NUMERO ATOMICO B C C N N O O F F Tl Pb Bi Te I UGO TORRENS

40 B C N O F Al Si P S Cl EFECTO DE PAR INERTE LA TENDENCIA A QUE UN PAR DE ELECTRONES SEA MENOS REACTIVO CONFORME, EN UNA FAMILIA, AUMENTA EL NUMERO ATOMICO Ti Pb Bi Po At TiF 3 PbF 4 BiF 5 PoF 6 AtF 7 TiF PbF 2 BiF 3 PoF 4 AtF 5 BiF PoF 2 AtF 3 UGO TORRENS AtF

41 EXPANSION DEL OCTETO

42 EL COMPORTAMIENTO DE LOS COMPUESTOS A PARTIR DE LA TERCERA SERIE, SEGÚN LEWIS, SE DEBE A QUE ESTOS ELEMENTOS TIENEN ORBITALES d VACIOS DE ENERGÍA ADECUADA: 2 ELECTRONES 8 ELECTRONES SIEMPRE 8 ELECTRONES O ASTA 18 EXPANSION DEL OCTETO

43 EXPANSION DEL OCTETO 5216 EL SEGUNDO PERIODO DE BORO A NEON ESTA LIMITADO A 8 ELECTRONES. e B C N O F Ne s p Al Si P S Cl Ar Ga Ge As Se Br Kr In Sn Sb Sb I Xe Tl Pb Bi Po At Rn s p d LOS PERIODOS SIGUIENTES PUEDEN RECIBIR UN NUMERO MAYOR UTILIZANDO LOS ORBITALES d, CON LO QUE EL OCTETO PUEDE EXPANDIRSE ASTA UN MAXIMO DE 18 ELECTRONES. POR EJEMPLO SF 6 UGO TORRENS

44 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 5216A EXPANSION DEL OCTETO EN SF 6 Al Si P S Cl Ar Ga Ge As Se Br Kr In Sn Sb Sb I Xe Tl Pb Bi Po At Rn s p d S F F F F S F F F 12 ELECTRONES UGO TORRENS

45 B C N O F 5211 B 3 C 4 N 5 O 6 F B C N O F B 3 C 4 N 3 O 2 F InF 3 SnF 4 SbF 5 TeF 6 IF UGO TORRENS

46 COMO VIMOS, UNO DE LOS ÉXITOS DEL MODELO DE LEWIS FUE LA PREDICCIÓN DEL ENLACE TRIPLE EN MONÓXIDO DE CARBONO: C O C O OTRO DE LOS ÉXITOS DEL MODELO DE LEWIS ESTA RELACIONADO CON LA PREDICCIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE LOS COMPUESTOS DEL BORO: B

47 B 2 B B B B DOS ENLACES NO REQUIEREN NECESARIAMENTE 4 ELECTRONES 3 CENTROS, 2 ENLACES, 2 ELECTRONES: ORDEN DE ENLACE =0.5

48 B 2 B B B B DOS ENLACES NO REQUIEREN NECESARIAMENTE 4 ELECTRONES 3 CENTROS, 2 ENLACES, 2 ELECTRONES: ORDEN DE ENLACE =0.5

49 DIBORANO

50 BF 3 2 BF 3 B 2 F 6 F F F B B F F F

51 BF 3 F F B F F B F F

52 BF3

53 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR CO 2 ES UN GAS MIENTRAS QUE SiO 2 ES ARENA COMO EXPLICAR TAL DIFERENCIA? O C O O C O O Si O O Si O EL CARBON NO PUEDE ADMITIR MAS DE 8 ELECTRONES PERO EL SILICIO PUEDE TENER MAS EN LOS ORBITALES d O Si O UGO TORRENS

54 MODELO DE LEWIS-LANGMUIR CO 2 ES UN GAS MIENTRAS QUE SiO 2 ES ARENA COMO EXPLICAR TAL DIFERENCIA? EL CARBON NO PUEDE ADMITIR MAS DE 8 ELECTRONES PERO EL SILICIO PUEDE TENER MAS EN LOS ORBITALES d O Si O O Si O O Si O O Si O O Si O O Si O ARENA POLIMERO TRIDIMENSIONAL UGO TORRENS

55 RESUMEN DEL MODELO DE LEWIS-LANGMUIR 1) COMPARTIR ELECTRONES ASTA COMPLETAR OCTETOS EN SEGUNDO PERIODO O MAS EN LOS SIGUIENTES. 2) CADA PAR DE ELECTRONES COMPARTIDOS ES UN ENLACE COVALENTE DE ORDEN 1 3) LOS ELECTRONES SON MOLECULARES NO ATOMICOS 4) NO PERMITIR ELECTRONES DESAPAREADOS 5) DETERMINAR DEFICIENCIA DE ELECTRONES O PARES LIBRES 6) COMPORTAMIENTO ACIDO-BASE 7) ESTIMAR DISPONIBILIDAD DE PARES LIBRES 8) EFECTO DEL PAR INERTE 9)EXPANSION DEL OCTETO UGO TORRENS