ENLACES QUÍMICOS UNIVERSIDAD DE SONORA ELEMENTOS DE QUÍMICA Dra. Karla Santacruz Gómez 1
Contenidos 1 Concepto y clasificación 2 Enlace iónico 3 Enlace covalente 4 Enlace Metálico 2
Se establece un enlace químico entre dos átomos o grupos de átomos cuando las fuerzas que actúan entre ellos son de índole tal que conducen a la formación de un agregado con suficiente estabilidad, que es conveniente para el químico considerarlo como una especie molecular independiente The nature of the chemical bond Linus PAULING. 3
Está claro que la descripción íntima de un enlace químico debe ser esencialmente electrónica. El comportamiento y la distribución de los electrones en torno del núcleo es lo que da el carácter fundamental de un átomo; lo mismo debe de ser para las moléculas. Por ello, en cierto sentido, la descripción de los enlaces en cualquier molécula es, simplemente, la descripción de su distribución electrónica. Valencia. A. Coulson. 4
Enlaces y Moléculas 1 Cuando los átomos entran en interacción mutua, de modo que se completan sus niveles energéticos exteriores, se forman partículas nuevas más grandes. 2 Estas partículas constituidas por dos o más átomos se conocen como moléculas y las fuerzas que las mantienen unidas se conocen como enlaces. 5
ENLACES QUÍMICOS v IÓNICO v COVALENTE POLAR NO POLAR v METÁLICO 6
ENLACES IÓNICOS Se forman por la atracción mutua de partículas de carga eléctrica opuesta (METAL y NO METAL). The ionic bond is when these oppositely charged ions attract each other to form a neutral compound
Consiste en la transferencia de electrones de un átomo a otro. v Formación de IONES. v Los electrones se transfieren del metal (que se convierte en catión) al no metálico (se convierte en anión) v Ambos iones adquieren la configuración de un gas noble. 8
Enlaces Iónicos 1. Se forma entre un átomo que posee 7 electrones de valencia y átomos metálicos con uno o dos electrones en el ultimo nivel, esto es entre los grupos VIIA y IA-IIA. 2. una vez que se unen, adquieren una configuración isoelectrónica de gas noble 3. En ciertas condiciones el enlace interatómico se rompe. El resultado es la formación de iones, es decir de un átomo con carga positiva o catión y un átomo de carga negativa o anión. 4. Cuando dos elementos se localizan en grupos distantes en la tabla periódica, se combinan con facilidad debido a que sus requerimientos electrónicos son opuestos. Ejemplo: El sodio (grupo IA) tiene 1 electrón en el nivel de valencia. El cloro (gpo VIIA) tiene 7 electrones de valencia. Debido a sus requerimientos opuestos se combinan con facilidad para formar el NaCl. 9
Consiste en la transferencia de electrones de un átomo a otro. 10
Enlace Iónico Enlace Iónico Un enlace iónico es la fuerza de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta. Iones libres Estos enlaces pueden ser bastante fuertes pero muchas sustancias iónicas se separan fácilmente en agua, produciendo iones libres. 11
Requisitos para la formación del Enlace Iónico VALENCIA: Determina la valencia iónica, esto es, la ganancia o pérdida de electrones. Así si la valencia principal es de 1 a 3, el elemento pierde electrones (catión) Valencia de -3 a -1, el átomo acepta electrones y se transforma en anión. En las reacciones de síntesis, también llamadas de combinación directa, dos reactantes de combinan para integrar un solo producto. El factor determinante en la formación de iones, o sea, el causante de la transferencia total de electrones en el enlace iónico, es la electronegatividad o capacidad que tienen los átomos para atraer el par electrónico del enlace.. 12
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EXTRA-TOPIC 14
Formación de cationes (E. Iónicos) v Los metales pierden sus electrones de valencia para formar cationes: v Esta perdida de electrones se llama oxidación. v Na. Na + + e - sodio v Mg: Mg 2+ + 2 e - magnesio. v : Al Al 3+ + 3 e - aluminio 15 Química
: : : : Formación de Aniones v Los no metales ganan electrones y adquieren la configuración de gas noble: v Este proceso se llama reducción. : v : Cl. + e - : Cl : - : : : O : + 2e - : O : 2- oxido... v :N. + 3e - : N : 3- nitruro. : 16 Química
Ejemplo de enlace iónico 17 Química
ENLACES COVALENTES *POLAR *NO POLAR 18
Enlace Covalente v En este tipo de enlace, los elementos se unen y comparten sus electrones. Dos átomos no metálicos No metales y el Hidrogeno. En este tipo de enlace NO se forman iones. v Los electrones compartidos pertenecen a ambos átomos simultáneamente. 19
Enlace covalente v Al compartir los electrones, comparten la estabilidad que correspondería a un gas noble. v Existen dos tipos de enlaces covalentes. Polar No Polar
UNION COVALENTE Esquemáticamente cada par de electrones compartidos se simboliza con una línea, dos átomos pueden compartir 1, 2 o 3 pares de electrones 21
Covalente Polar v Se unen 2 átomos no metálicos diferentes v un átomo tiene mayor fuerza de atracción (electronegatividad) por el par de electrones compartido que el otro átomo. 22
COVALENTE NO POLAR v Dos átomos del mismo elemento cuya diferencia de electronegatividad es CERO. 23
ENLACES METÁLICOS 24
Enlace metálico v Este tipo de enlace ocurre entre átomos de metales. v Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su último nivel. v Estos átomos pierden fácilmente estos electrones. v Estos electrones forman una nube electrónica que está débilmente unida al núcleo.
v La unión de estos átomos tiene la forma de una red cristalina. v Esta nube tiene una gran movilidad. v Lo que nos lleva a que el enlace metálico es deslocalizado. v Esto explicaría algunas características de los metales. 26
Ejemplo: Litio v En donde su único electrón está enlazado deslocalizadamente a los otros átomos, formando una red cristalina.
Enlaces metálicos Para formar el enlace metálico, los átomos pierden los electrones de su última capa, que forman la nube electrónica, donde se empaquetan los iones positivos resultantes. 28
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COMPUESTOS IÓNICOS 1. Son sólidos con punto de fusión altos (por lo general, > 400ºC) 2. Muchos son solubles en disolventes polares, como el agua.. 3. La mayoría es insoluble en disolventes no polares, como el hexano C 6 H 14. 4. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones) 5. Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones). COMPUESTOS COVALENTES 1. Son gases, líquidos o sólidos con punto de fusión bajos (por lo general, < 300ºC) 2. Muchos de ellos son insolubles en disolventes polares. 3. La mayoría es soluble en disolventes no polares, como el hexano C 6 H 14. 4. Los compuestos líquidos o fundidos no conducen la electricidad. 5. Las soluciones acuosas suelen ser malas conductoras de la electricidad porque no contienen partículas con carga. 30
Determina el tipo de enlace más problable. 31
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Contenidos 1 Estructuras de Lewis 2 Excepciones a regla del octeto 3 Fuerzas dipolo-dipolo 4 5 Fuerzas de dispersion Puente de hidrógeno 33
ESTRUCTURA DE LEWIS 34
RICHARD ABEGG (1869-1910) v Un elemento puede variar únicamente en ocho unidades su valencia. (1904) 35
Albrecht Kossel (1853-1921) v Transferencia de electrones de un átomo a otro para formar iones con estructura de gas noble. (1916) 36
Gilbert Newton Lewis (1875-1946) Los átomos se combinan para generar una configuración electrónica más estable La máxima estabilidad resulta cuando un átomo es isoelectrónico con un gas noble 37
Regla del octeto Al formar compuestos, los átomos ganan, pierden, o comparten electrones para producir una configuración electrónica estable caracterizada por 8 electrones de valencia..... :.. F :.. F : Esta regla es muy útil en casos que involucran átomos como C, N, O, y F. 38
Fuerzas intermoleculares Fuerzas intermoleculares Las fuerzas intermoleculares son fuerzas electromagnéticas las cuales actúan entre moléculas o entre regiones ampliamente distantes de una macromolécula. 39
Clasificación Fuerzas Intermoleculares Fuerzas electromagnéticas Dipolodipolo Dispersión P.hidrógeno 40
Dipolo-Dipolo v Son las fuerzas que ocurren entre dos moléculas con dipolos permanentes. v Estas funcionan de forma similar a las interacciones iónicas, pero son más débiles debido a que poseen solamente cargas parciales. Un ejemplo de esto puede ser visto en el ácido clorhídrico: (+)(-) (+)(-) H- Cl----H-Cl (-)(+) (-)(+) Cl-H----Cl-H 41
Fuerzas de Dispersión o London v Son pequeñas y transitorias fuerzas de atracción entre moléculas no polares. v Son más intensas en las moléculas no polares más grandes que en las pequeñas. v Son de mayor magnitud en el Br 2, que en el I 2, que en el F 2. 42
Puente de hidrógeno v Es un tipo de atracción dipolar particularmente fuerte, en el cual un átomo de hidrógeno hace de puente entre dos átomos electronegativos, sujetando a uno con un enlace covalente y al otro con fuerzas puramente electrostáticas. 43
Covalente puro (diatómicos H/N) En este tipo de enlace cada uno de los elementos aporta un electrón al par que forma el enlace. Al ser elementos semejantes, son atraídos por sus núcleos en forma simultánea, formando el enlace. Este tipo de unión es muy fuerte. Cl Cl Cl Cl v Ejemplo: el gas Cloro. v Cada uno de los átomos de Cl aporta con su electrón para así adquirir la estabilidad semejante al gas noble Ar.
COVALENTE COORDINADO O DATIVO v En este tipo de enlace también se comparte una pareja de electrones. v Pero la gran diferencia es que esta pareja proviene de tan solo uno de los átomos que forman el enlace. v El átomo que aporta la pareja de electrones se llama donante y el átomo que los recibe aceptor.
COVALENTE DATIVO v Un ejemplo de este tipo de enlace es la unión entre O y S, formando el dióxido de azufre, en donde el S cede su par de electrones al O. O O S O
NIVELES EN EL MODELO ATÓMICO DE BOHR 47
REFERENCIAS 1. Valence - Online Etymology Dictionary. 2. a b Partington, J.R. (1989). A Short History of Chemistry. Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-65977-1. 3. Franklin, E. (1852). Phil. Trans., vol. cxlii, 417. 4. Pure Appl. Chem. 66: 1175 (1994). 5. http://www.webelements.com/ (accedido 2008-11-20). 48