QUÍMICA 2 BATXILLERAT. Unitat 11 DELS ÀTOMS A LES MOLÈCULES. L ENLLAÇ QUÍMIC

Documentos relacionados
TEMA 1: TAULA PERIÒDICA I ENLLAÇ QUÍMIC

Enllaços intermoleculars

Esquema de continguts L enllaç químic

IES SIVERA FONT. Departament de Física i Química ELEMENTS I COMPOSTOS METALLS I NO METALLS EL SISTEMA PERIÒDIC

CaF 2 H 2 O. NaCl N 2. SiO 2. Substàncies iòniques. Substàncies covalents moleculars. Substàncies covalents atòmiques. substàncies metàl liques

FÍSICA I QUÍMICA Quadern d exercicis ELECTRONS I ENLLAÇOS

FÍSICA NUCLEAR. En tots els àtoms trobem: Càrrega. Massa. Protons +1, C 1,0071 1, Nucli. Neutrons - 1,0085 1,

FÍSICA i QUÍMICA 3r ESO B

Departament de Física i Química

QUÍMICA 2 BATXILLERAT. Unitat 1 CLASSIFICACIÓ DE LA MATÈRIA LES SUBSTÀNCIES PURES

Lleis químiques Àtoms, elements químics i molècules Mesura atòmica i molecular Fórmula empírica i fórmula molecular

3.1 CONCEPTES PREVIS enllaç químic energia d enllaç distància d enllaç longitud d enllaç fenomen electrostàtic regla de l octet enllaç iònic

Estructura dels àtoms. Les peces bàsiques de la matèria

Variació periòdica de les propietats dels elements

Introducció a l enllaç químic. Enllaç iònic, covalent i metàl lic

LES PROTEÏNES TEMA 4

Introducció als elements químics. Sessió 1

Unitat 9. La taula periòdica

DIAGRAMA DE FASES D UNA SUBSTANCIA PURA

Tema 1. La teoria cineticomolecular de la matèria PRIMERES LLEIS CIENTÍFIQUES DE LA QUÍMICA

S O L U C I O N A R I Unitat 9

8.3. Reaccions àcid-base

ELS ELEMENTS QUÍMICS. IES Jaume Salvador i Pedrol Departament de Física i Química

3. La matèria i els elements. La matèria: Àtoms i molècules. L'àtom. Els elements. La taula periòdica.

Reaccions redox i metabolisme cel lular

Tot el que ens envolta és matèria, però...

ESTRUCTURES CARACTERÍSTIQUES

DEPARTAMENT DE CIÈNCIES NOM I COGNOM: CURS:

EXAMEN D ENLLAÇ QUÍMIC I ESTRUCTURA. 25 DE GENER DE 2010

Departament de Física i Química

CLASSIFICACIÓ DE LA MATÈRIA

U2. Termodinàmica química

S O L U C I O N A R I Unitat 8

LA COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS 2: La composició química de la matèria viva. Els bioelements.

L ENLLAÇ QUÍMIC. 6. JUNY A- Q4 A)Descriu breument un model d enllaç metàl lic que explique la elevada conductivitat elèctrica dels metalls.

QUÍMICA 2 BATXILLERAT. Unitat 9 APLICACIONS DE LES REACCIONS REDOX

ESTRUCTURA ATÒMICA I ENLLAÇ. Examen de juliol de 1999

Control de Física y Química de 4º E.S.O

IES RAMÓN CID Física i Química 4 t ESO ENLLAÇ QUÍMIC

Tema 6. MOLS I REACCIONS QUÍMIQUES

r Mg + =0.82 Å; r Cl - =1.81 Å; M=1.748; n=8.

D36 ÀMBIT D APLICACIÓ DE LES DIVERSES BRANQUES DE LA FÍSICA:

Tema 9 del vostre llibre pàg. 183

SOLUCIONS DE LES ACTIVITATS D APRENENTATGE

j Unitat 9. L enllaç químic

GUÍA DE EJERCICIOS ENLACE

ÍNDEX LA MATÈRIA... 2 MASSA I VOLUM DE SÒLIDS I LÍQUIDS... 4 LES SUBSTÀNCIES I LA MATÈRIA... 5 ELS ESTATS DE LES SUBSTÀNCIES... 6

6 L enllaç químic. CaO = Ca 2+ + O 2 Na 2 S = 2Na + + S 2. CaCl = Ca Cl KBr = K + + Br

Curso 0 de Química PROGRAMA UNIDAD ESTRUCTURA DE LA MATERIA 1.2. ENLACE QUÍMICO

Tema 8: Les forces i les màquines

VECTORS I RECTES AL PLA. Exercici 1 Tenint en compte quin és l'origen i quin és l'extrem, anomena els següents vectors: D

Geometría molecular: Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia (RPECV) Terminología:

Las especies químicas (átomos, moléculas, iones..) se unen para formar otras especies químicas con menor contenido energético, es decir más estables.

SOLUCIONARI Unitat 5

LA COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS 4: Les dissolucions i les dispersions col loïdals

d enllaç atòmic i els forces que actuen. en ells. en ells Saber identificar els diferents tipus

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2007 QUÍMICA TEMA 3: ENLACES QUÍMICOS

Un breu resum de teoria

GUÍA DE EJERCICIOS ENLACE

Una analogia per a l àtom

La matèria: com es presenta

Departament de Física i Química

gasolina amb la UE-15 Març 2014

1.Què és la llum?on es produeix?com es propaga?quins cossos propaguen la llum? 5.Què en sabem dels colors dels objectes?

A III-1 Expliqueu amb paraules el significat dels següents símbols i feu un dibuix representatiu.

ENLLAÇ QUÍMIC CONCEPTE D'ENLLAÇ

2.5. La mesura de les forces. El dinamòmetre

Tipos de enlaces. Intramoleculares: Intermoleculares: Metálico. Iónico. Covalente. Fuerzas de Van de Waals Enlaces de hidrógeno.

Unitat 2 TEOREMA DE TALES. TEOREMA DE PITÀGORES. RAONS TRIGONOMÈTRIQUES UNITAT 2 TEOREMA DE TALES.

INTRODUCCIÓ 4. LA CÀRREGA ELÈCTRICA

LA COMPOSICIÓ DELS ÉSSERS VIUS 1: La vida. Els nivells d'organització de la matèria.

SOLUCIONS DE LES ACTIVITATS D APRENENTATGE

Tema 8. Energia tèrmica. (Correspondria al Tema 8 del vostre llibre de text pàg )

PRIMERA PART DEL TEMA: Inicis de la teoria atòmica. Lleis químiques deduïdes experimentalment.

Unitat 3. Cinètica química

Química Criteris específics de correcció Model 2

Evaluación unidad 3 Enlace covalente

RECURSOS ENERGÈTICS. Conscienciació de la necessitat de fer un desenvolupament sostenible.

MÚLTIPLES I DIVISORS

Revisant la taula periòdica

CARTES DE FRACCIONS. Materials pel Taller de Matemàtiques

Segon principi de la termodinàmica

PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2018 QUÍMICA TEMA 3: ENLACES QUÍMICOS

Gràficament: una funció és contínua en un punt si en aquest punt el seu gràfica no es trenca

Pot ser la millor forma d entendre què és un enllaç sigui fent un estudi energètic de la situació que es produeix quan aproximem dos àtoms.

Hi ha cossos que tenen la propietat d atraure n altres. Els anomenem imants.

Dossier de vacances. Recuperació Física i Química. 3r ESO. Unitat 1. El mètode científic. Mesura de magnituds

Química. Prova d accés a la Universitat per als més grans de 25 anys (2012)

Tots els éssers vius estan formats per cèllules. La cèllula és l estructura més senzilla capaç de realitzar les funcions pròpies dels éssers vius:

Són les lleis generals basades en l experimentació que ens diuen com es fan les reaccions químiques.

ELECTRICITAT BÀSICA. David Atzet i Rovira Material elaborat per a technecat.org

QUÍMICA 2 BATXILLERAT INTRODUCCIÓ ALS MÈTODES ESPECTROSCÒPICS PER A L ANÀLISI DE SUBSTÀNCIES

UNITAT REPRESENTACIÓ GRÀFICA DE LES DADES

D24. Exercici 3. (Pàg. 223, exercici 15). L àcid perclòric és un àcid. Si tenim una dissolució

Generalitat de Catalunya Departament d Ensenyament Institut El Palau DEPARTAMENT DE TECNOLOGIES. NOM i COGNOM Curs:

b) Escriu les 4 magnituds derivades de les principals que hem vist a classe amb les seves correponents unitats en el S.I.

Transcripción:

QUÍMICA 2 BATXILLERAT Unitat 11 DELS ÀTOMS A LES MOLÈCULES. L ENLLAÇ QUÍMIC

TIPUS Dels àtoms a l enllaç Els ENLLAÇOS QUÍMICS són les forces que mantenen units els àtoms, ions o molècules que formen les substàncies químiques (elements i compostos) de manera estable. Aquestes unions es realitzen per a formar agrupacions més estables i de menor energia que les quals tenien per separat. ENLLAÇ IÒNIC. Es forma entre elements molt allunyats a la taula periòdica. Les substàncies amb aquest enllaç formen estructures cristal lines (xarxes); tenen punts de fusió i ebullició alts, són dures, difícils de deformar i solen ser solubles en dissolvents polars com l aigua. No són conductores de l electricitat, però dissoltes o foses sí que ho són. Animació que compara l enllaç iònic amb el covalent (en anglès) http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/bom1s2_11.swf ENLLAÇ COVALENT Es forma entre elements de la dreta de la taula periòdica amb diferències d electronegativitat baixes; formen molècules o estructures per compartició d electrons. En podem distingir dos tipus: Substàncies moleculars. Els enllaços entre àtoms són covalents (forts) però l atracció entre molècules és dèbil. Són tous i amb punts de fusió i ebullició baixos. Insolubles en dissolvents polars. Substàncies atòmiques. Formades per estructures cristal lines gegants. Són resistents a les deformacions, són dures i tenen punts de fusió i ebullició alts, fins i tot més elevats que els compostos iònics. ENLLAÇ METÀL LIC. Els seus àtoms s estabilitzen com a ions positius i els electrons que queden lliures es mouen al seu voltant. Són sòlids forts, dúctils (podem fer-ne fils), mal leables (podem fer-ne làmines), de conductivitat elèctrica elevada, brillantor i insolubilitat en dissolvents.

L enllaç covalent i la teoria de Lewis (I) En un ENLLAÇ QUÍMIC, el sistema format pels àtoms enllaçats és més estable menys energètic que el sistema format pels àtoms separats. El valor de l energia potencial del sistema corresponent a la distància d enllaç és precisament l energia que s allibera quan es forma l enllaç. L enllaç covalent pot ser senzill si està format per un sol parell d electrons, doble si està format per dos parells o triple si està format per tres parells d electrons. Habitualment, cadascun dels electrons de l enllaç covalent senzill és aportat per cada element que hi participa. Hi ha algun cas en què els dos electrons de l enllaç són aportats només per un dels dos àtoms. Aquest fenomen només succeeix quan un dels àtoms té un parell d electrons de valència per cedir i l altre àtom pot completar el nivell de valència amb aquesta cessió i s anomena enllaç covalent coordinat. Gilbert Lewis va formular el 1916 la Teoria de l octet. Segons aquesta, els àtoms formen enllaços covalents compartint electrons fins a aconseguir vuit electrons en la seva última capa (capa de valència). Lewis també va idear un sistema de representació dels electrons de la capa de valència i dels enllaços, anomenades Estructures de Lewis Excepcions a la regla de l octet. A més de l hidrogen, hi ha altres elements, com el beril li o el bor, que es queden amb menys de vuit electrons al nivell de valència una vegada formats els enllaços covalents corresponents. També hi ha molècules amb àtoms que tenen més de vuit electrons al nivell de valència. Aquesta circumstància és força habitual en els elements situats al tercer període de la taula periòdica i als següents, perquè tenen orbitals d al nivell de valència.

L enllaç covalent i la teoria de Lewis (II) Estructura de Lewis d'un àtom. Es representa mitjançant el símbol de l'element envoltat pels electrons de la capa de valència. Els electrons se simbolitzen mitjançant punts o creus, i un parell d'electrons, mitjançant un segment. Estructura de Lewis d una molècula. S utilitza la mateixa notació que per els àtoms, però els enllaços es representen per guions entre els símbols dels elements: un guió si l enllaç és simple (-), dos si és doble (=), i tres si és triple ( ). Existeixen unes regles per realitzar correctament l estructura de Lewis de les molècules (veure més endavant). Si el que cal és representar un enllaç covalent coordinat es substitueix el guió per una fletxa dirigida des de l àtom que aporta els dos electrons fins a l altre àtom ( ). Pàgina que explica les estructures de Lewis i mostra les d alguns compostos, entre els que hi ha l àcid nítric i el sulfúric que contenen enllaços covalents coordinats. (en castellà) http://fisicayquimicaenflash.es/fisicayquimicaenflash/molecula/covalente/lewisestruc.htm

L enllaç covalent i la teoria de Lewis (III) Passos per a representar el diagrama de Lewis d una molècula senzilla: 1. Comptem tots els electrons de valència 2. Es tria quin és l àtom central que generalment és el menys electronegatiu. Mai és l hidrogen i, normalment, no és l oxigen tampoc. 3. Formem els enllaços entre l àtom central i els perifèrics 4. Els electrons restants es situen com a parells solitaris pe a completar els octets. 5. Hem de comprovar si la distribució electrònica és correcta i si d aquesta distribució en resulta una espècie elèctricament neutra. Exemple: Amoníac (NH 3 ) 1. Els electrons de valència són: 5 + 3 1 = 8 (4 parells) 2. L àtom central és el Nitrogen (N) 3. 4. 5. L estructura és neutra. Existeixen diverses molècules on els electrons no semblen estar localitzats en posicions fixes (donades per les estructures de Lewis) sinó disposats en diferents posicions. Això s explica suposant que aquestes molècules són un compost intermedi entre una sèrie d estructures anomenades formes ressonants. Cadascuna d elles no existeix per si mateixa sinó que existeix el conjunt anomenat híbrid de ressonància. 2 formes ressonants del'anió carbonat (CO 3 ) : Webs interactives per a practicar les estructures de Lewis (en anglès) http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/drawing_lewis_structures_m.html http://www.kj.uib.no/itschemistry/websites/lewis_overview.htm

Paràmetres moleculars: energia, angle i longitud d enllaç L energia d enllaç és l energia que es desprèn quan es forma un enllaç entre dos àtoms en estat gasós. L energia d enllaç dels enllaços múltiples és més gran que la d un enllaç senzill. Així, un enllaç doble té més energia que un enllaç senzill, però no el doble. Succeeix el mateix en un enllaç triple. La longitud d enllaç és la distància mitjana entre els nuclis atòmics, tenint en compte els moviments de vibració i gir que realitzen els àtoms. L angle d enllaç és l angle mitjà i hipotètic entre el nucli de l àtom central de la molècula i el nucli de l àtom enllaçat.

NOMBRE DE LIGANDS (B) I PARELLS NO ENLLAÇANTS (X) NOMBRE LLIGANDS (B) NOMBRE DE PARELLS NO ENLLAÇANTS (X) ESTEQUIOMETRIA REAL FORMA DE LA MOLÈCULA GEOMETRIA EXEMPLES ANGLE (GRAUS) NOMBRE DE LIGANDS (B) I PARELLS NO ENLLAÇANTS (X) NOMBRE LLIGANDS (B) NOMBRE DE PARELLS NO ENLLAÇANTS (X) ESTEQUIOMETRIA REAL FORMA DE LA MOLÈCULA GEOMETRIA EXEMPLES ANGLE (GRAUS) NOMBRE DE LIGANDS (B) I PARELLS NO ENLLAÇANTS (X) NOMBRE LLIGANDS (B) NOMBRE DE PARELLS NO ENLLAÇANTS (X) ESTEQUIOMETRIA REAL FORMA DE LA MOLÈCULA GEOMETRIA EXEMPLES ANGLE (GRAUS) Teoria de repulsió entre els parells d electrons de la capa de valència (RPECV) Aquesta teoria permet determinar la geometria de la molècula. Segons ella, l àtom central col loca els electrons de la capa de valència (enllaçants i no enllaçants) com més allunyats possible entre ells. Un parell d electrons no enllaçants ocupa més volum que un parell d electrons enllaçants. 2 2 0 AB2 Lineal BeCl2 180º 4 2 2 AB2X2 Angular H2O F2O 5 3 2 AB3X2 Forma de T ClF3-3 3 0 AB3 Plana triangular BF3, AlCl3 120º 4 1 3 ABX3 Lineal HF HCl 5 2 3 AB2X3 Lineal XeF2-3 2 1 AB2X Angular SnCl2 <120 5 5 0 AB5 Bipirámide trigonal PCl5 90, 120 6 6 0 AB6 Octaédrica SF6 90º 4 4 0 AB4 Tetraédrica CH4, SiH4 109,5 5 4 1 AB4X Tetraédrica irregular SF4-6 4 2 AB4X2 Plana quadrada ICl - 4-4 3 1 AB3X Pirámide trigonal NH3, PCl3, H3O + <109,5

Enllaços polars i molècules polars Enllaços covalents apolars: es formen entre àtoms iguals o amb electronegativitats molt similars. Enllaços covalents polars: es formen entre dos àtoms diferents. L àtom més electronegatiu atreu més als electrons creant una diferència de càrrega (δ +, δ - ), és a dir, un dipol. Es defineix el moment dipolar ( ) com el producte d aquesta càrrega (q) per la distància entre càrregues ( d): Molècules polars: són les molècules que tenen un moment dipolar total diferent de zero. El moment dipolar total s obté sumant vectorialment els moments dipolars dels enllaços. q d Molècules apolars: són les molècules que tenen un moment dipolar total igual a zero. Animació que proposa exercicis per a determinar la polaritat o apolaritat de diverses molècules. http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/determining_molecular_polarity_m.html (en anglès)

Forces intermoleculars FORCES DE VAN DER WAALS ENTRE MOLÈCULES POLARS: són forces febles de caràcter electrostàtic entre els dipols de les molècules de substàncies polars (μ 0). Es denominen forces dipol-dipol. FORCES DE VAN DER WAALS ENTRE MOLÈCULES APOLARS O FORCES DE LONDON: són forces molt febles de caràcter electrostàtic entre les molècules de substàncies apolars, a causa de la distribució asimètrica de la càrrega que genera un dipol instantani. Són forces dipol instantani-dipol instantani. Es produeixen entre molècules d'h 2, F 2, Cl 2 o I 2. Aquestes forces augmenten amb la grandària dels àtoms i les molècules ja que depenen fortament de la geometria de les molècules. Ordenació dipol-dipol ENLLAÇOS D HIDROGEN: L'enllaç d'hidrogen es produeix quan un àtom d'hidrogen unit covalentment a un àtom molt electronegatiu (F, O, N) interacciona amb un parell d'electrons no compartit d'altre àtom petit i electronegatiu. És característic de substàncies que contenen enllaços N-H, O-H i F-H La força d'aquest enllaç augmenta amb la diferència d'electronegativitat entre els àtoms implicats i com més petita sigui la grandària d'aquests. Així es justifiquen l'increment dels punts d'ebullició dels alcohols i algunes solubilitats en aigua. Superfície de contacte entre molècules Animació que mostra l enllaç iònic, el covalent i els d hidrogen. http://www.kentchemistry.com/links/bonding/bondingflashes/bond_types.swf (en anglès)

Introducció als mètodes espectroscòpics en la determinació de l estructura de les molècules Avui dia moltes especialitzacions dins del món químic, mèdic i biològic necessiten equips electrònics complexos. Alguns exemples són: Analitzador d espectre infraroig (IR). Aporta informació sobre la presència o l absència de grups funcionals orgànics, com el grup alcohol OH, el grup aldehid CHO, el grup àcid COOH i molts més. Analitzador d espectre de ressonància magnètica nuclear (RMN). Determina amb molta precisió la situació, la disposició i la forma dels hidrògens que envolten una molècula. A partir d aquesta informació es pot deduir l esquelet de l estructura molecular de la substància que s estudia. S utilitza molt en els camps de la química orgànica i de la bioquímica, a causa de la presència abundant d hidrògens en la composició de les seves molècules. Aquesta tècnica també té una gran aplicació mèdica. Espectrometria de masses (MS). Aporta dades sobre la massa molecular, la fórmula i la disposició dels diferents components dins de la molècula. Imatge de RMN funcional d un cervell en repòs. (Marc Raichle) Analitzador d espectre ultraviolat (UV). Reflecteix les excitacions electròniques dels àtoms d una molècula, i és especialment útil en la detecció d enllaços múltiples.