EL ENLACE QUÍMICO Por qué se unen los átomos? Los átomos, moléculas e iones y se unen entre sí porque al hacerlo se llega a una situación de mínima energía, lo que equivale a decir de máxima estabilidad (Configuración electrónica de gas noble). Son los electrones más externos, los también llamados electrones de valencia los responsables de esta unión. 1
Enlace químico: conjunto de fuerzas que mantienen unidos a los átomos cuando forman moléculas o cristales, así como a las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas cuando se presentan en estado líquido o sólido Tipos de enlace Iónico Covalente Metálico 2
Enlace iónico El compuesto iónico se forma al reaccionar un metal con un no metal. Transferencia de e- de un átomo a otro. Los átomos del metal pierden electrones (se forma un catión) y los acepta el no metal (se forma un anión). Valencia iónica: la carga que adquiere un átomo cuando acepta o cede electrones para completar su última capa. Ver!IMPORTANTE pág. 46 Enlace iónico entre Cl y Na: formación del ión Cl - y Na + 3
Redes iónicas Los iones de distinta carga se atraen eléctricamente, se ordenan y forman una red iónica. Los compuestos iónicos no están formados por moléculas. QUÉ INDICA LA FÓRMULA DE UN COMPUESTO IÓNICO?. Estructura cristalina Los iones en los compuestos iónicos se ordenan regularmente en el espacio de la manera más compacta posible. Cada ion se rodea de iones de signo contrario dando lugar a celdas o unidades que se repiten en las tres direcciones del espacio. Índice de coordinación: Es el número de iones de signo opuesto que rodean a un ion dado. Cuanto mayor es un ion con respecto al otro mayor es su índice de coordinación. http://www.uv.es/quimicajmol/simulaciones/index.html Actividades pág. 47: 14-15 4
Enlace covalente Los compuestos covalentes se originan por la compartición de electrones entre átomos no metálicos. Ocurre cuando se COMPARTEN pares de e- Entre átomos de la misma especie (elementos No Metálicos), y compuestos del C La mayoría de las sustancias de Interés biológico se forman mediante enlace Covalente. O 2, CO 2,H 2 O, NH 4, COMPUESTOS ORGANICOS 5
Cómo se puede formar la molécula de H 2? H + H H:H Cómo se puede formar la molécula de F 2? Cómo se puede formar la molécula de HCl? Cómo se puede formar la molécula de Cl 2? Cómo se puede formar la molécula de H 2 O? Cómo se puede formar la molécula de O 2? Cómo se puede formar la molécula de N 2? Diferentes tipos de enlace covalente Si se comparten un par de e - : enlace covalente simple Si se comparten dos pares de e - : enlace covalente doble Si se comparten tres pares de e - : enlace covalente triple 6
Valencia covalente: número de electrones que un átomo comparte para completar su última capa. Se suele omitir su signo Actividades pág. 49: 18, 20 Moléculas covalentes Se denomina molécula a una agrupación de un número finito de átomos unidos por enlaces covalentes Construye una molécula 7
Enlace metálico Las sustancias metálicas están formadas por átomos de un mismo elemento metálico (baja electronegatividad). Los átomos del elemento metálico pierden algunos electrones, formándose un catión o resto metálico. Se forma al mismo tiempo una nube o mar de electrones: conjunto de electrones libres, deslocalizados, que no pertenecen a ningún átomo en particular. Los cationes se repelen entre sí, pero son atraídos por el mar de electrones que hay entre ellos. Se forma así una red metálica: las sustancias metálicas NO están formadas por moléculas. Energía de enlace Diagrama de energía frente a distancia interatómica 8
Actividades pág. 66: 9 Actividades pág. 67: 14 Las propiedades características de las sustancias están relacionadas con la forma en que están unidas sus partículas y las fuerzas entre ellas, es decir, con el tipo de ENLACE que existe entre sus partículas. 9
Propiedades sustancias metálicas Elevados puntos de fusión y ebullición (Recuerda el mercurio (Hg) es líquido a temperatura ambiente, existe una gran variedad de temperaturas de fusión) Insolubles en agua Conducen la electricidad incluso en estado sólido (sólo se calientan: cambio físico). La conductividad es mayor a bajas temperaturas. Pueden deformarse sin romperse Propiedades compuestos iónicos Elevados puntos de fusión y ebullición: Relacionado con la energía de red Solubles en agua No conducen la electricidad en estado sólido, pero sí en estado disuelto o fundido Al intentar deformarlos se rompe el cristal (fragilidad) 10
Fragilidad en un cristal iónico FUERZA Propiedades compuestos covalentes Sustancia molecular: (molécula a una agrupación de un número finito de átomos unidos por enlaces covalentes muy fuertes) Bajos puntos de fusión y ebullición (sólidas líquidas o gases a temperatura ambiente) No conducen la electricidad Solubles en sustancias que tengan similares fuerzas intermoleculares: 11
Solubles: Formación de puentes de Hidrógeno Solubles: moléculas apolares apolares Solubles: moléculas polares polares. Insolubles: moléculas apolares - polares Fuerza intermolecular? Qué es una molécula polar?. Fuerzas intermoleculares: Son de mucha menos intensidad que los enlaces atómicos. Responsables de los estados de agregación de las sustancias (sólido, líquido, gas). Fuerzas de enlace de hidrógeno Fuerzas de Van der Waals 12
Enlace de hidrógeno: Cuando el átomo de hidrógeno está unido a átomos con gran tendencia a ganar un electrón (F, O, N). Al ser muy pequeño, ese átomo de hidrógeno desnudo atrae fuertemente (corta distancia) a la zona de carga negativa de otras moléculas HF H 2 O NH 3 Enlace de hidrógeno en la molécula de agua 13
Enlace de hidrógeno Este tipo de enlace es el responsable de la existencia del agua en estado líquido y sólido. Estructura del hielo y del agua líquida 14
Enlaces de hidrógeno en el ADN Much weaker than covalent bonds Apilamiento bases. de las - these bonds break and reform at Esqueleto desoxiribosa Room Temperature (RT) - fosfato Transient Bonds Enlaces de hidrógeno Repul electrostá nitrogenada - however, cumulatively s they are very A: effective e.g. helix G: adenina for proteins and C: citosina guanina o T: timina Interior double helix for DNA hidrófobo Enlaces de hidrógeno Bases Exteri hidróf May 08, 2002 lecture 2/ MBB 222 02-2 Fuerzas de Van der Waals entre moléculas polares HCl, HBr, HI - + + - 15
Sustancia covalente (atómicos): Diamante, Grafito, Sílice Elevados puntos de fusión y ebullición Malos conductores de la electricidad Muy insolubles Muy duros y frágiles El grafito que forma estructura por capas le hace más blando y conductor. Su fragilidad es extrema, sirve como lubricante sólido. Redes covalentes Estructura del diamante, C Estructura del cuarzo, SiO 2 Grafito: láminas de átomos de carbono La unión entre átomos que comparten electrones es muy difícil de romper. Los electrones compartidos están muy localizados. Actividades pág. 55: 23; pág. 66: 11, 24 16
THE END 17