TEMA 4: EL ENLACE QUÍMICO 1. QUÉ ES EL ENLACE QUÍMICO? Todas las sustancias que existen en la naturaleza están formadas por átomos de elementos químicos. Generalmente estos átomos no se encuentran aislados, sino que forman agrupaciones estables. (Recordamos regla del octeto, tema 3) Si se unen átomos del mismo número atómico, tenemos elementos, ( ej. Fe) pero si se unen átomos de diferente número atómico formarán compuestos, por ejemplo CO 2 Las agrupaciones de átomos, tanto si son elementos como compuestos, se diferencian entre sí por el número y tipo de átomos que las forman. Existen dos tipos de agrupaciones atómicas: a) Moléculas : Están formadas por un nº definido de átomos, generalmente pequeño. Se denominan diatómicas si contiene 2 átomos, triatómicas si contienen tres etc. Pueden ser: - Moléculas de elementos, por ejemplo Cl 2 - Moléculas de compuestos, por ejemplo H 2 O b) Redes cristalinas o cristales: Las redes cristalinas o cristales están formadas por un número variable, generalmente muy grande, de átomos, iones o moléculas que se disponen formando una estructura tridimensional regular. Pueden ser: -Cristales de elementos: formado por átomos iguales, por ejemplo el diamante, que son átomos de carbono unidos. -Cristales de compuestos: formado por átomos diferentes, por ejemplo, H 2 O 2. TIPOS DE ENLACE Cuando los átomos se agrupan, pueden formar tres tipos de enlaces diferentes: a) Enlace iónico: se forma por la unión de un metal con un no metal. M + No M b) Enlace covalente: se forma por la unión de no metales. No M+ No M c) Enlace metálico: se forma entre metales. M + M
A) ENLACE IÓNICO: Se forma por la unión de un metal y no metal. El metal para adquirir la estructura del octeto necesita perder electrones formando un ion positivo o catión. En contra de ello, el no metal, para adquirir la estructura del octeto tiende a ganar electrones formando un ion negativo o anión. Por tanto, para que ambos sean estables, el metal le dará los electrones sobrantes al no metal. Estos iones al tener cargas opuestas permanecen unidos por un enlace, debido a la atracción de fuerzas electrostáticamente opuestas. Se forma un compuesto muy estables dando lugar a cristales iónicos. Propiedades de los cristales iónicos Son sólidos a temperatura ambiente y tienen puntos de fusión elevados. Son duros, difíciles de rayar. Son solubles en agua. En estado sólido no conducen, pero fundidos o disueltos si son conductores. B) ENLACE COVALENTE Se forman entre elementos no metálicos. Los no metales tienen tendencia a ganar electrones para alcanzar la configuración del octeto. Cuando dos átomos de este tipo se aproximan como ninguno de ellos va a ceder electrones, lo que harán es compartir electrones de su capa de valencia. La manera de representar estos enlaces es mediante el diagrama de Lewis. Normalmente se expresarán los electrones de valencia con puntos y cruces alrededor del símbolo químico de los elementos que se unen, veremos cuantos necesita cada uno y representaremos el par de electrones compartido con una raya denominada par de enlace.
La molécula finalmente se representará como O=O (Más ejemplos en clase) El enlace covalente origina los siguientes tipos de sustancias: Sustancias moleculares: están formadas por moléculas. La mayoría son gases a temperatura ambiente. No conducen el calor ni la electricidad y son poco solubles en agua. Cristales covalentes: forman redes cristalinas muy estables. Son sólidos a temperatura ambiente, con puntos de fusión elevados. Duros, no conducen el calor ni la electricidad y son insolubles en agua. C) ENLACE METÁLICO Los átomos de los metales tienden a ceder electrones para completar el octeto, formado así iones positivos. Estos iones se disponen ordenadamente y todos comparten los electrones cedidos, formando una nube o gas electrónico en toda la red. El enlace metálico se produce cuando los iones positivos de un metal comparten una nube de electrones. Los metales presentan las siguientes propiedades generales: Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio) Son buenos conductores del calor y la electricidad. Son dúctiles y maleables. Tienen brillo metálico. Puntos de fusión y ebullición variables Solubles en otro metal ENLACES INTERMOLECULARES Además de estos tres tipos de enlaces, algunas moléculas unidas por enlaces covalentes, como el agua (H 2 O) y el amoniaco (NH 3 ) presentan interacciones entre sus propias moléculas. Este tipo de unión es mucho más débil que el enlace covalente entre los átomos. Un ejemplo son los enlaces por puentes de hidrógeno
Podemos comparar las propiedades de los tres tipos de compuestos según su tipo de agrupación en la siguiente tabla. 3.- FÓRMULAS. MASA MOLECULAR Cuando los átomos se agrupan pueden formar moléculas y cristales. Los representaremos mediante fórmulas que pueden ser: a) Fórmula molecular: nos describe moléculas utilizando los símbolos químicos y subíndices que indican el número real de átomos de cada elemento que intervienen en la molécula. Ejemplo: CCl 4 Carbono: 1 átomo Cloro: 4 átomos b) Fórmula empírica: sirve para representar un cristal. En este caso los subíndices indican no el número de átomos concreto, sino la proporción en la que se encuentran los átomos en el cristal. Ejemplo: CaF 2 Por cada calcio (Ca) hay dos 2 átomos de flúor (F).
Masa molecular relativa (Mr) La masa molecular relativa será la suma de las masas atómicas relativas (Ar) (están en el sistema periódico) de todos los átomos que componen la fórmula (tanto de un cristal como de una molécula) Ejemplo: Calcula la masa molecular del CO 2 Datos: Ar(C)=12 01 u Ar(O)=16 00 u Mr(CO 2 )=1 Ar(C)+2 Ar(O)=12 01+2 16=44 01u 4.- SUSTANCIAS DE ESPECIAL INTERÉS Trabajo de grupo.