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- 2. ENLACES QUÍMICOS La explicaciónpropuesta por Gilbert Lewis (~1916) es que los átomos se combinan para alcanzar una configuración electrónica más estable. El desarrollo de la tabla periódica y el concepto de configuración electrónica dieron a los químicos los fundamentos para entender cómo se forman las moléculas y los compuestos.
- 3. La estabilidadmáxima se logra cuando un átomo es isoelectrónico con un gas noble, en los cuales, su configuración electrónica de la ultima capa es ns2np6 (salvo el helio que es 1s2). Los átomos tienden a ganar, ceder o compartir electrones, para alcanzar 8 e- en el ultimo nivel energético (capa de valencia), es decir la configuración de un gas de noble.
- 4. Siempre queátomos o iones se unen fuertemente unos a otros, decimos que hay un enlace químico entre ellos. Hay tres tipos generales de enlaces químicos: Fuerzas electrostáticas que existen entre iones con carga opuesta. Iónico Los electrones de enlace tienen relativa libertad para moverse dentro de toda la estructura tridimensional del metal Metálico Resulta de compartir electrones entre dos átomos Covalente
- 5. Símbolos depuntos de Lewis Un símbolo de puntos de Lewis consta del símbolo del elemento y un punto por cada electrón de valencia de un átomo del elemento (aplicable solo a elementos representativos).
- 6. Símbolos depuntos de Lewis 3Li: 1s22s1 → 1e- de valencia 9F: 1s22s22p5 → 7e- de valencia 20Ca: 1s22s22p63s23p64s2 → 2e- de valencia 16S: 1s22s22p63s23p4 → 6e- de valencia
- 7. El enlaceiónico se forma entre elementos de muy distinta electronegatividad y está conformado por elementos de baja energía de ionización (formadores de cationes) y de alta afinidad electrónica (formadores de aniones). Los metales alcalinos y alcalinotérreos tienen más probabilidad de formar cationes en los compuestos iónicos, y son los halógenos y el oxígeno los más aptos para formar aniones.
- 8. En estetipo de enlace hay transferencia completa de electrones de un átomo a otro; es decir, un átomo cede uno o más electrones y otro los acepta. Na + e- 11Na: 1s22s22p63s1 17Cl: 1s22s22p63s23p5 (2s22p6) (3s23p6) Na+Cl– (NaCl) Na+ Na+ Cl- Cl + e- Cl-
- 9. En estadosólido, los compuestos iónicos forman una red cristalina tridimensional, en cuyos nudos están los iones, alternándose los positivos y los negativos, atraídos por intensas fuerzas electrostáticas, provocando la formación de enlaces iónicos. Funden a altas temperaturas, pues se necesitan elevadas energías para vencer las del enlace y separar y desordenar sus iones. Fundidos o en disolución, conducen la electricidad. Na+Cl– (NaCl) Na+ Cl-
- 10. El enlacecovalente no se forma, como el enlace iónico, por fuerzas de atracción entre iones de diferente signo, sino compartiendo electrones entre los átomos que forman las moléculas. Un átomo, parcialmente, cede 1 electrón y acepta otro. Una vez formado el enlace, los dos electrones son atraídos por los dos núcleos. Este tipo de enlaces se da entre los elementos más electronegativos del Sistema Periódico, generalmente, entre no metálicos.
- 11. Estructuras deLewis Basándose en la regla del octeto, Lewis postuló que los elementos forman enlaces covalentes compartiendo uno o varios pares de electrones, de forma que su capa de valencia complete el octeto. Esto se representa de forma sencilla mediante las estructuras de Lewis, donde el par de electrones compartidos se indican como pares de puntos entre dos átomos, y los pares libres no compartidos se indican como pares de puntos en los átomos individuales.
- 12. • Cuando ambosátomos comparten un par de electrones forman un enlace sencillo: • Cuando comparten dos pares de electrones forman un enlace doble: • Cuando comparten tres pares de electrones forman un enlace triple: • Si los dos electrones que se comparten provienen del mismo átomo el enlace se llama coordinado o dativo. +
- 13. Estructuras deKekulé En las estructuras de Kekulé, los pares de electrones de enlace se dibujan como una línea entre los átomos que lo conforman. Los pares de electrones libres, generalmente, no se representan.
- 14. La regladel octeto y las estructuras de Lewis-Kekulé son de gran utilidad para representar los enlaces en muchos compuestos e iones poliatómicos, y explicar sus propiedades y reacciones. Representación de enlaces covalentes 1. Calculamos el número de electrones totales a considerar . Sumar los electrones de valencia de todos los átomos. En el caso de un anión, sume un electrón al total por cada carga negativa. En el caso de un catión, reste un electrón por cada carga positiva. Use la tabla periódica si es necesario para determinar el número de electrones de valencia de cada átomo
- 15. 2. Escribalos símbolos de los átomos y conéctelos con un enlace sencillo. Las fórmulas químicas suelen escribirse en el orden en que los átomos se conectan en la molécula o ión, como en el HCN. Si un átomo central tiene un grupo de átomos unido a él, el átomo central suele escribirse primero, como en el CO3 2- y el SF4. Esto ayuda también a recordar que el átomo central es por lo general menos electronegativo que los átomos que lo rodean. Representación de enlaces covalentes
- 16. 3. Completelos octetos de los átomos. Se colocan los electrones libres alrededor de cada átomo unido al átomo central de forma que todos tengan 8 electrones (recuerde, empero, que el hidrógeno sólo puede tener dos electrones.) Coloque los electrones que sobren en el átomo central, incluso si ello da lugar a más de un octeto. ENLACE COVALENTE
- 17. 4. Sevalora la posibilidad de que se formen enlaces múltiples. Si no hay suficientes electrones para que el átomo central tenga un octeto, pruebe con enlaces múltiples. Utilice uno o más de los pares de electrones no compartidos de los átomos unidos al átomo central para formar dobles o triples enlaces. Representación de enlaces covalentes
- 18. 1. Calculamosel número de electrones totales a considerar . 2. Escriba los símbolos de los átomos y conéctelos con un enlace sencillo. 3. Complete los octetos de los átomos: 4. Se valora la posibilidad de que se formen enlaces múltiples. N (Z=7): 1s22s22p3 → 5e- de valencia x 1 = 5 e- H (Z=1): 1s1 → 1e- de valencia x 1 = 1 e- 10 e- C (Z=6): 1s22s22p2 → 4e- de valencia x 1 = 4 e- Representación de enlaces covalentes H C : : : N 10 e- – 4 e- (2 enlaces) = 6 e-
- 19. 1. Calculamosel número de electrones totales a considerar . 2. Escriba los símbolos de los átomos y conéctelos con un enlace sencillo. 3. Complete los octetos de los átomos. 4. Se valora la posibilidad de que se formen enlaces múltiples. Representación de enlaces covalentes N (Z=7): 1s22s22p2 → 5e- de valencia x 1 = 5 e- H (Z=1): 1s1 → 1e- de valencia x 4 = 4 e- 8 e- -1e- por carga positiva x 1 = -1 e- + N H H H H
- 20. Excepciones a laregla del octeto • Octeto incompleto • Número impar de electrones • Octeto expandido
- 21. Teoría delenlace de valencia La teoría del enlace de valencia es un cálculo aproximado de los niveles de energía de los átomos enlazados. Según este modelo la formación de un enlace covalente consiste en el solapamiento (superposición) de dos orbitales atómicos de la capa de valencia (semiocupados) de átomos diferentes con emparejamiento de electrones de espín antiparalelo.
- 22. Teoría delenlace de valencia Cuando los orbitales se solapan siguiendo la línea de los núcleos (frontalmente) el enlace formado es de tipo sigma (s). En los dobles y triples enlaces se solapan lateralmente otros orbitales formando enlaces de tipo pi (p), mas débiles que los enlaces sigma. Zona de solapamiento ss-s Zona de solapamiento sp-p Zona de solapamiento ss-p Zonas de solapamiento pp-p
- 23. Polaridad deenlace y caracter iónico En los enlaces covalentes, la polaridad del enlace se debe a la diferencia de electronegatividad de los átomos enlazados: el átomo más electronegativo desplaza hacia él la carga compartida. El enlace covalente puede ser: No polar: cuando los átomos unidos sean idénticos (moléculas diatómicas homonucleares F2, O2, H2,...) o como es el caso del enlace C – H. H2 CH4 C2H6
- 24. Polaridad deenlace y caracter iónico En los enlaces covalentes, la polaridad del enlace se debe a la diferencia de electronegatividad de los átomos enlazados: el átomo más electronegativo desplaza hacia él la carga compartida. El enlace covalente puede ser: Polar: son los enlaces en que la densidad electrónica es asimétrica, debido a que siempre hay dos átomos diferentes, es decir, moléculas heteronucleares. HF HO–
- 25. Los metalestienen propiedades características diferentes de los compuestos iónicos y de las sustancias covalentes. Forman redes cristalinas, como los compuestos iónicos, pero en éstas todos los átomos son iguales, por lo que no son compuestos iónicos. No pueden formar compuestos covalentes porque tienen muy pocos electrones de valencia s y p. Los metales forman un tipo de enlace característico que se llama enlace metálico.
- 26. Un enlacemetálico es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia que se juntan alrededor de estos como una nube) de los metales entre si
- 27. El modelodel mar de electrones para el enlace metálico propone que todos los átomos metálicos en la muestra aportan sus electrones de valencia para formar un “mar de electrones” que se deslocalizan a través de toda la sustancia. Los iones metálicos se encuentran sumergidos en este mar de electrones en un acomodo regular La estabilidad de la red es consecuencia de la interacción entre los iones metálicos y los electrones de la red. Los electrones poseen gran movilidad; esta movilidad hace que los metales sean excelentes conductores eléctricos y térmicos.