ENLACES QUÍMICOS
1
UNIVERSIDAD DE
SONORA
ELEMENTOS DE QUÍMICA
Contenidos
Concepto y clasificación
1
Enlace iónico
2
Enlace covalente
3
Enlace Metálico
4
“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
.
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
.
Enlaces y Moléculas
1
C u a n d o l o s á t o m o s e n t r a n e n interacción mutua, de modo que se completan sus niveles energéticos exteriores, se forman partículas nuevas más grandes.
2
Estas partículas constituidas por dos o m á s á t o m o s s e c o n o c e n c o m o moléculas y las fuerzas que las mantienen unidas se conocen como
enlaces.
ENLACES QUÍMICOS
v
IÓNICO
v
COVALENTE
§
POLAR
§
NO POLAR
v
METÁLICO
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.
Enlaces Iónicos
9
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.
10
Consiste en la
transferencia de electrones
de un átomo
a otro.
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.
Requisitos para la formación
del Enlace Iónico
12
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..
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
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
. : : . : : . . : : : : Química 16
Ejemplo de enlace iónico
Química
*POLAR
*NO POLAR
ENLACES COVALENTES
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.
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
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.
COVALENTE NO POLAR
v
Dos átomos del mismo elemento cuya
diferencia de electronegatividad es CERO.
ENLACES METÁLICOS
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.
v
En donde su único electrón está enlazado
deslocalizadamente a los otros átomos,
formando una red cristalina.
Enlaces metálicos
28
Para formar el enlace metálico, los átomos
pierden los electrones de su última capa, que
forman la nube electrónica, donde se
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 C6H14.
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 C6H14.
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.
Determina el tipo de enlace
más problable.
Contenidos
Estructuras de Lewis
1
Excepciones a regla del octeto
2
Fuerzas dipolo-dipolo
3
Fuerzas de dispersion
4
33
Puente de hidrógeno
ESTRUCTURA DE
LEWIS
RICHARD ABEGG
(1869-1910)
v
Un elemento puede
variar únicamente en
ocho unidades su
valencia. (1904)
Albrecht Kossel
(1853-1921)
v
Transferencia de
electrones de un átomo
a otro para formar iones
con estructura de gas
noble.
(1916)
Gilbert Newton Lewis
(1875- 1946)
37
Los átomos se combinan para
generar una configuración
electrónica más estable
”
La
máxima estabilidad resulta
cuando un átomo es
isoelectrónico con un gas
noble
Regla del octeto
Esta regla es muy útil en casos
que involucran átomos como C,
N, O, y F.
F
:
F
:
..
..
..
..
:
Al formar compuestos, los átomos ganan,
pierden, o comparten electrones para producir
una configuración electrónica estable
caracterizada por 8 electrones de valencia.
Fuerzas intermoleculares
F
ue
rza
s
in
te
rmo
le
cu
la
re
s
Las
fuerzas
intermoleculares
son fuerzas electromagnéticas
l a s c u a l e s a c t ú a n e n t r e
moléculas
o entre regiones
ampliamente distantes de una
macromolécula
.
Clasificación
Fuerzas Intermoleculares
Fuerzas electromagnéticas
Dipolo-
dipolo Dispersión P.hidr
ógeno
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
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.
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.
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 puro (diatómicos H/N)
Cl
Cl
Cl
Cl
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.
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
.
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
.
S O
O O S
