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9.- EL ENLACE COVALENTE. LOS ENLACES SENCILLOS, DOBLES Y TRIPLES. DIAGRAMAS DE LEWIS

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Academic year: 2022

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UNIDAD DIDÁCTICA 3: EL ENLACE QUÍMICO (2ª PARTE)

APARTADO 9 - EL ENLACE COVALENTE. LOS ENLACES SENCILLOS, DOBLES Y TRIPLES. DIAGRAMAS DE LEWIS QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA

1 QUÍMICA. 2º DE BACHILLERATO

PROFESOR: CARLOS MARTÍN ARTEAGA

UNIDAD DIDÁCTICA 3 EL ENLACE QUÍMICO

PARTE 2: EL ENLACE COVALENTE

9.- EL ENLACE COVALENTE. LOS ENLACES SENCILLOS, DOBLES Y TRIPLES. DIAGRAMAS DE LEWIS

ESTUDIA / APRENDE

En qué consiste el enlace covalente.

Los tres tipos de enlace covalente: Sencillo, doble y triple.

El concepto de molécula.

El significado de la fórmula de una sustancia covalente.

La representación de los enlaces covalentes mediante las estructuras de Lewis.

Cuáles son los electrones enlazantes y los no enlazantes en una molécula.

A qué llamamos orden de enlace en una molécula.

Qué es un enlace covalente coordinado o dativo.

Los ejemplos más comunes de especies químicas con enlace covalente coordinado.

Un ENLACE COVALENTE se produce cuando se unen dos átomos no metálicos.

Todos los átomos no metálicos tienen tendencia a ganar electrones, luego la teoría de atracción iónica del enlace iónico no sirve para explicar cómo pueden combinarse los no metales entre sí.

El primer punto del que nos habla la teoría del enlace covalente dice que cuando se unen dos átomos no metálicos comparten electrones, y de esta manera los dos átomos ganan electrones, (los que el otro átomo aporte en la compartición):

 Si dos átomos no metálicos comparten un par de electrones (un electrón de cada átomo) decimos que el enlace es SENCILLO O SIMPLE.

 Cuando comparten dos pares de electrones el enlace es DOBLE (en este caso cada átomo aporta dos electrones).

 Si comparten tres pares de electrones (tres electrones de cada átomo) el enlace es TRIPLE.

 Una vez compartidos los electrones, éstos pertenecen por igual a los dos átomos y se mueven en zonas situadas entre los dos átomos.

Mientras que los compuestos iónicos se caracterizan por la formación de redes iónicas, las sustancias covalentes se caracterizan por la formación de una partícula independiente, la MOLÉCULA. Una molécula es un conjunto de átomos no metálicos unidos entre sí por la compartición de electrones de valencia.

La fórmula de una sustancia covalente nos indica el número de átomos de cada elemento que hay en la molécula.

Solo en algunos casos una sustancia covalente forma cristales o redes covalentes como veremos más adelante.

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UNIDAD DIDÁCTICA 3: EL ENLACE QUÍMICO (2ª PARTE)

APARTADO 9 - EL ENLACE COVALENTE. LOS ENLACES SENCILLOS, DOBLES Y TRIPLES. DIAGRAMAS DE LEWIS QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA

2 LOS DIAGRAMAS DE LEWIS PARA LAS MOLÉCULAS

En un apartado anterior vimos la representación electrón-punto de los elementos más representativos de la tabla periódica (en ellos el átomo se ve rodeado de tantos puntos como electrones de valencia tenga). Esta representación nos va a servir ahora para representar la unión entre estos átomos cuando están compartiendo electrones en el enlace covalente. A estas representaciones las denominamos DIAGRAMAS DE LEWIS. Cuando los puntos se sitúan entre los dos átomos que enlazan significa que los electrones que representan se encuentran compartidos. (Cada par de electrones se puede representar como ya hemos visto por una raya). A estos electrones compartidos los llamamos ELECTRONES ENLAZANTES.

En todos los diagramas de Lewis que tienes a continuación, puedes observar que, contando los electrones compartidos, todos los átomos cumplirían la regla del octeto. Es decir los diagramas de Lewis sirven para explicar cómo los átomos de los diferentes elementos químicos se unen entre sí compartiendo electrones llegando de esa manera a cumplirse la regla del octeto. Es la TEORÍA DE LEWIS DEL ENLACE COVALENTE.

Como hemos visto los diagramas de Lewis se utilizan también para explicar la unión de átomos mediante el enlace iónico: pérdida de los electrones de valencia por parte de los metales y ganancia de electrones hasta llegar a ocho en los no metales.

Ejemplo: molécula de oxígeno (O2)

Ejemplo: molécula de nitrógeno (N2)

 El hidrógeno es un gas que se caracteriza porque cada partícula (molécula) está formada por dos átomos de hidrógeno (H2). Los dos átomos de hidrógeno se unen mediante enlace simple, aportando un electrón cada uno de ellos. La forma de escribirlo es: H – H (Enlace simple o sencillo)

 Las moléculas del gas oxígeno están también formadas por dos átomos (O2). En este caso los dos átomos comparten dos pares de electrones (dos electrones de cada átomo) siendo su representación O = O (Enlace doble)

 En el caso del nitrógeno las moléculas están igualmente formadas por dos átomos (N2), pero compartiendo tres pares de electrones siendo su representación N N (Enlace triple)

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3 Ejemplo: molécula de

tetracloruro de silicio (SiCl4)

Ejemplo: molécula de metano (CH4)

Ejemplo: molécula de dióxido de carbono (CO2)

Ejemplo: molécula de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) (H2O2)

A los pares de electrones sin compartir, y que no intervienen en la formación de enlaces covalentes se les denomina ELECTRONES NO ENLAZANTES.

Se llama ORDEN DE ENLACE al número de pares de electrones compartidos en una molécula.

En algunas ocasiones (muy pocas) el par de electrones del enlace covalente es aportado por un solo átomo;

cuando ocurre esto al enlace covalente se le denomina ENLACE COVALENTE COORDINADO O DATIVO.

EJEMPLOS DE ENLACE COVALENTE COORDINADO O DATIVO:

A lo largo de este curso vas a trabajar con dos iones poliatómicos que se forman con la participación de un enlace covalente coordinado:

En primer lugar el ion hidronio (H3O+), en el que el H+ no tiene ningún electrón para compartir. En este caso el oxígeno proporciona los dos electrones que forman el enlace:

En segundo lugar el ion amonio (NH4+), en el que, como vimos en el caso anterior, el H+ (protón) carece de electrones para compartir. En este caso es el nitrógeno el que proporciona los dos electrones del enlace:

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ACTIVIDAD RESUELTA:

Las siguientes sustancias están formadas únicamente por átomos no metálicos:

O = O (Oxígeno)

Escribe la fórmula de cada una de las sustancias y explica qué significa cada uno de los dibujos que representan a cada sustancia y los signos que en ellos aparecen.

Escribe la estructura de Lewis de las dos sustancias.

Las dos estructuras dibujadas corresponden a la representación de las moléculas de dos sustancias: el oxígeno y la acetona.

En el primer caso vemos que la molécula de oxígeno está formada por dos átomos de oxígeno por lo que su fórmula se escribe O2. Las dos rayas que están uniendo los dos átomos representan un enlace covalente doble, es decir cada raya representa a dos electrones compartidos formando un orbital molecular (hay pues dos pares de electrones compartidos y dos orbitales moleculares).

En el segundo caso vemos que la molécula de acetona está formada por tres átomos de carbono, seis átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Su fórmula se escribe C3H6O. Cada raya indica un enlace covalente sencillo, es decir un par de electrones compartidos por dos átomos moviéndose en un orbital molecular: las uniones entre átomos de carbono y las que se producen entre los átomos de carbono y de hidrógeno son uniones sencillas. Las dos rayas, como en el caso de la molécula de oxígeno, nos indican un enlace covalente doble entre el átomo de carbono y el de oxígeno: dos pares de electrones compartidos y dos orbitales moleculares.

Estructuras de Lewis:

ACTIVIDAD RESUELTA:

Sabiendo que la molécula de tricloruro de nitrógeno, NCl3, cumple la regla del octeto, dibuja su diagrama de Lewis. Indica cuáles son los electrones enlazantes, los no enlazantes y determina el orden de enlace de la molécula.

El átomo de nitrógeno tiene 5 electrones de valencia y el cloro siete, por lo que a cada átomo de cloro le faltará un electrón para cumplir la regla del octeto y al átomo de nitrógeno le faltarán tres electrones para cumplirla.

Esto hace que cada átomo de cloro comparte un par de electrones con el átomo de nitrógeno (uno deI átomo de cloro y otro del átomo de nitrógeno) pudiendo escribirse la representación de la molécula de la siguiente forma:

Que en forma de diagrama de Lewis (indicándose todos los electrones de valencia) sería:

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5 Los electrones enlazantes (pares de electrones compartidos) están señalados con (1). Al ser tres pares decimos que el orden de enlace de la molécula es 3. Los electrones no enlazantes están señalados con (2), son en total diez pares de electrones:

Aunque actualmente se conocen muchas sustancias covalentes que no cumplen la regla del octeto, la teoría de Lewis sigue siendo válida para una buena cantidad de casos como acabamos de comprobar en los ejemplos anteriores.

En el apartado siguiente estudiaremos una forma sencilla para escribir la estructura de Lewis de cualquier especie covalente.

CONTESTA Y REPASA

 Escribe el diagrama de Lewis de la molécula de hidrógeno, de oxígeno, de nitrógeno y de dióxido de carbono. Indica qué enlaces son sencillos, cuáles dobles y cuáles triples.

 Dadas las siguientes moléculas CCl

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, OF

2

y NCl

3

, dibuja su estructura de Lewis teniendo

en cuenta que se cumple en todos los átomos la regla del octeto. India en ellas cuáles

son los electrones enlazantes, los no enlazantes y determina su orden de enlace.

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