Enlace químico. 4º ESO. Enlace.

●

Salvo los gases nobles que tienen sus átomos aislados, la

mayor parte de las sustancias tienen sus átomos unidos

entre ellos, y a esa unión se llama enlace químico.

●

El enlace químico está asociado a una “negociación” con

electrones entre los átomos enlazados

“Hete aquí la mitad de la química en una frase: los átomos

que no tienen suficientes electrones en el nivel más

exterior lucharán por tenerlos, los canjearán, suplicarán,

harán y desharán alianzas, harán lo que sea para

conseguir el número ideal.” (La cuchara menguante, Sam

Kean)

●

Regla del octeto:

todos los elementos tienden a tener

su última capa completa (“como los gases nobles”)

(Salvo el H) tienden a completar s y p y a conseguir

tener 8 electrones en su capa de valencia.

●

Ejemplo: F, config e. 7 valencia, capta 1e

-

, se convierte en

anión, F

-

_{config electrónica de gas noble}

●

Ejemplo: Na, config e. 1 valencia, cede 1e

-

, se convierte en

catión, Na

+

_{config electrónica de gas noble.}

●

Hidrógeno excepción por tener capa valencia la primera: H

es H

+

_{ó H}

Gas Noble/Metal/No metal/Semimetal

Clasificación de elementos según cómo consiguen el octeto

● Gas noble: elemento ya tiene el octeto

● No necesita ceder ni coger electrones

● Metal: elemento que consigue el octeto

al ceder electrones

● Tiende a ceder electrones, forma catión

● No metal: elemento que consige el octeto al coger electrones

● Tiende a coger electrones, forma anión

● Semimetal: situación intermedia (la frontera es difusa)

● Situación en la tabla periódica. Ejemplo: silicio, captar o ceder 4

Es esencial pensar que depende de las condiciones: un elemento más que “ser metal” se puede decir que “se comporta como metal” respecto a la mayoría de elementos o respecto a algunos; es respecto a quién se enfrente.

Enlace químico (I)

●

Definición:

agrupación de átomos que es más

estable que los átomos aislados ya que “de alguna

manera” consiguen “el octeto”/completar capa con los

electrones.

●

Hay tres maneras:

●

ENLACE IÓNICO:

uno cede y otro capta. Metal y no

metal. Ejemplo NaCl

●

ENLACE COVALENTE:

comparten electrones. No

metal y no metal. Ejemplos F

₂

, Cuarzo (SiO

₂

)

●

ENLACE METÁLICO:

todos ceden. Metal y metal.

Enlace químico (II)

●

ENLACE

IÓNICO

●

ENLACE

COVALENTE

●

ENLACE

METÁLICO

http://www.areaciencias.com/quimica/enlace-ionico.html http://www.areaciencias.com/quimica/enlace-covalente.html http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/metalico.htm

Diagrama de Lewis (I)

● Es una representación de los elecrones de los átomos en enlaces

(sobre todo en moléculas covalentes, también en iones) que permite visualizar de manera sencilla los electrones enlazados y los

solitarios. Tiene una serie de reglas:

● Cada átomo de la molécula se

representa con su símbolo

● Cada electrón de la capa de valencia se representa con un punto.

● Los átomos se colocan de modo que puedan compartir electrones

● Cada pareja de electrones compartida es un enlace, y se puede

sustituir por una raya que enlaza lo átomos enlazados. Puede haber enlaces dobles (se comparten 4) y triples (se comparten 6)

● Cada pareja de electrones no compartidos / solitarios se puede

Diagrama de Lewis (II)

● Ejemplos: ● F 2 ● O 2 ● N 2 ● HCl ● H 2 ● H 2O ● CH 4 ● ...

CEDRÓN, Juan Carlos, Victoria LANDA y Juana ROBLES

2011 Química General. Material de enseñanza. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú.

http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/34-enlace-covalente.html Cc-by-nc-nd

Moléculas y cristales

● Molécula: agrupación de un número “reducido” de átomos unidos por

enlaces covalente. Ejemplos: H₂O, CH₄, C₆H₁₂O₆

Puede haber moléculas formadas por un único tipo de átomo: O2. ● Cristal: agrupación de un número “ilimitado” de átomos en una red

cristalina tridimensional ordenada e “indefinida”. Puede haber cristales de los tres tipos de enlaces:

● Cristal iónico: cationes y aniones se atraen mutuamente y

forman red ordenada. Siempre son compuestos. Ejemplo: NaCl

● Cristal covalente: cada átomo tiene enlace covalente con otro

grupo de átomos formando red ordenada. Puede ser sustancia simple o compuesto. Ejemplos: C Diamante, Cuarzo (SiO₂)

● Cristal metálico: los cationes forman una red tridimensional y se

mantienen unidos por la nuble de electrones. Ejemplo: Fe, Cu

Enlaces, compuestos y fórmula

Los elementos se representan con símbolos, y los elementos enlazados forman y compuestos se representan con fórmulas, que dan distinta

información según el tipo de sustancia (se ve más detalle en formulación)

● Fórmula química: representación composición de una sustancia,

usando símbolos y subíndice (si no se pone número se asume 1)

● Fórmula molecular: indica el número de átomos en cada molécula.

NO SE PUEDE SIMPLIFICAR. Asociado moléculas y a enlaces covalentes.

● Fórmula empírica: indica la proporción más sencilla de átomos de

cada tipo. Sí se simplifica. Aplica a todos los tipos de enlace, única posible en iónicos

Ejemplos: cómo leer y representar si hay molécula asociada

● H

2O2 (H-O-O-H), C4H10 son moleculares, sus empíricas son HO y C2H5

● H

2O “en una molécula de agua hay 2 átomos de H y 1 átomo de O”

● NaCl, Li

Fuerzas intermoleculares (I)

Se trata de fuerzas que actúan entre moléculas uniéndolas, por lo que a veces se habla de enlaces intermoleculares (distintos de los enlaces

covalentes interiores a las moléculas)

Son fuerzas débiles, pero importantes ya que determinan propiedades de las sustancias moleculares.

Están asociadas a la atracción eléctrica entre cargas “parciales” en las moléculas, que suelen estár asociadas a polaridad. En un enlace

covalente ningún átomo gana ni pierde un electrón, pero uno lo puede atrar con más fuerza que el otro y se crea polaridad: una pequeña carga + y - en cada extremo del enlace, que hace que las moléculas tengan pequeñas cargas, por lo que aparece una atracción electrostática.

Hay varios tipos de fuerzas, y algunas tienen subtipos. Se describen por orden de intensidad “decreciente de manera general”

Fuerzas intermoleculares (II)

● Enlace ó puente de Hidrógeno. Presente en enlaces del H con

átomos pequeños y electronegativos: N, O y F. H+ _{es es muy}

pequeño, por lo que puede de hacer de “puente” uniendo moléculas. Se suele representar con una línea de puntos discontinua, y existe en compuestos inorgánicos y orgánicos, como el ADN.

● Fuerzas de Van Der Waals

● Dipolo permanente-dipolo permanente (“de orientación”). Entre

moléculas polares.

● Dipolo permanente-dipolo inducido (“de inducción”). Entre zonas

polares y zonas que no lo son; la proximidad de dipolos induce dipolos no permanentes

● Dipolo instantáneo-dipolo instantáneo (“de dispersión ó de

London”). Entre moléculas apolares, en las que la deformación de la nube electrónica origina dipolos instantáneos.

Propiedades sustancias según

enlace y estructura

Ideas generales (se concretan al ver cada tipo de enlace y estructura):

partículas que la forman (unidades estructurales: átomos, iones, moléculas …), fuerzas de unión entre partículas (enlace iónico, covalente …) y estructura

como sólido de esas partículas (red cristalina, amorfo …)

Propiedades

● Temperatura fusión y ebullición: para cambio estado hay que romper los enlaces

entre unidades estructurales, dando energía cinética a las unidades estructurales.

● Conductividad eléctrica: debe haber portadores de carga móviles

● Conductividad térmica: calor se transporta por colisiones entre partículas

● Soluble: las unidades estructurales se separan y pasan a ser partículas de soluto

que se mezclan con las partículas del disolvente

● Propiedades asociadas a estado sólido (estado a T

ambiente depende Tf y Te)

● Dureza: resistenca mecánica, normalmente al rayado. Implica romper enlaces entre las unidades

estructurales

● Fragilidad: indica lo fácil que es romper el material ante una fuerza que lo intenta deformar. Lo opuesto

de frágil no es duro, sino dúctil.

● Ductilidad: indica lo deformable que es un material ante una fuerza sin romperse. Permite hacer hilos

delgados.

● Malebilidad: lo deformable que es un material ante una compresión sin romperse. Permite hacer

Sustancia iónica

● Unidad estructural: iones (cationes y aniones)

que se atraen

● Estructura red cristalina 3D.

● Fuerzas atractivas eléctricas: enlace iónico, intensas

Muy altas temperaturas fusión y ebullición (600 a 3000 ºC) Sólidos a temperatura ambiente

● No conductores de electricidad como sólidos, pero sí conductures

fundidos y disueltos. Malos conductores térmicos

● La mayoría solubles en agua: moléculas polares de agua atraen

iones y desmoronan el sólido

● Duros y frágiles: el desplazamiento de una capa de iones hace que

iones de mismo signo queden enfrentados y haya repulsión y fractura.

Sustancia metálica

● Unidad estructural: cationes

● Estructura red cristalina 3D.

● Fuerzas atractivas: enlace metálico, intensas

Altas temperaturas fusión y ebullición (hasta 3400 ºC) Sólidos a temperatura ambiente

Excepciones: Hg y alcalinos

● Buenos conductores de electricidad sólidos y líquidos, electrones

libres portadores de carga. Buenos conductores térmicos

● No solubles en agua

● Duros (excepto alcalinos), dúctiles y maleables. Alta densidad y brillo

Sustancia covalente: cristal

● Unidad estructural: átomos

● Estructura red cristalina 3D

(excepciones: grafito 2D, grafeno ...)

● Fuerzas atractivas: enlace covalente, intensas

Altas temperaturas fusión y ebullición (1000 a 4000 ºC) Sólidos a temperatura ambiente

● Malos conductores de electricidad (excepción grafito, grafeno)

● No solubles en ningún disolvente

Sustancia covalente molecular

● Unidad estructural: moléculas

● Estructura red cristalina 3D o amorfa

● Fuerzas atractivas: fuerzas intermoleculares, débiles

Bajas temperaturas fusión y ebullición

Estado de agregación a temperatura ambiente variable (O₂ gas, H₂O líquido...)

● Malos conductores de electricidad, aislantes

● Solubles en disolventes del mismo tipo de polaridad que la molécula