Los enlaces químicos, son las fuerzas que mantienen unidos a los
átomos.
Cuando los átomos se enlazan entre si, pierden, ganan o comparten
electrones.
Son los electrones de valencia quienes determinan de que forma se
unirá un átomo con otro y las características del enlace.
Los átomos se unen con la finalidad de lograr un sistema (estructura)
más estable debido a que logran adquirir un estado de menor energía.
FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE ENLACE
ENERGÍA DE ENLACE:
Es la energía que se libera o se absorbe
durante la formación o disociación de un enlace químico.
ELECTRONEGATIVIDAD:
Se define como la tendencia general de los núcleos de
los átomos para atraer electrones hacia si mismo
cuando forma un enlace químico.
Metales
Baja E.N
Tipos de enlace
•
Iónico
•
Metálico
Enlace iónico
•
El compuesto iónico se forma al reaccionar un
metal con un no metal.
•
Los átomos del metal pierden electrones (se
forma un catión) y los acepta el no metal (se
3
Li : 1s
22s
1 9F : 1s
22s
22p
5Ejemplo: Formación del LiF
transfiere un electrón
metal
no metal
Enlace iónico entre Cl y Na: formación del ión Cl
PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS
A condiciones ambientales son sólidos cristalinos con una estructura
definida.
Poseen alta temperatura de fusión (generalmente mayores a 400°C).
Son solubles en solventes polares, como el agua
En estado sólido no conducen corriente eléctrica, pero si lo hacen
cuando están fundidos o disueltos en agua.
Son sólidos duros y quebradizos.
Enlace metálico
•
Las sustancias metálicas están formadas por átomos de un mismo
elemento metálico (baja electronegatividad).
•
Los átomos del elemento metálico pierden algunos electrones,
formándose un
catión
o “
resto metálico
”.
•
Se forma al mismo tiempo una
nube o mar de electrones:
conjunto de
electrones libres, deslocalizados, que no pertenecen a ningún átomo en
Enlace metálico
•
Los cationes se repelen entre sí, pero son atraídos por el
mar de electrones que hay entre ellos. Se
forma así una
red metálica.
•
Para explicar las propiedades características de los
metales (su alta conductividad eléctrica y térmica,
ductilidad y maleabilidad, ...) se ha elaborado un modelo
Enlace metálico
Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su
última capa, por lo general 1, 2 ó 3.
Éstos átomos pierden fácilmente esos electrones (electrones
de valencia) y se convierten en iones positivos, por ejemplo
Na
+, Cu
2+, Mg
2+.
Enlace metálico
Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando
la red metálica.
Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una
nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red.
Modelo de la nube o del mar de electrones
Propiedades sustancias metálicas
•
Elevados puntos de fusión y ebullición
•
Insolubles en agua
•
Conducen la electricidad incluso en estado sólido
(sólo se calientan: cambio físico). La conductividad
es mayor a bajas temperaturas.
Enlace metálico
Dado que el
enlace metálico se presenta en mezcla de metales
,
propiedades de las nuevas sustancias son una combinación de las
propiedades de los metales presentes.
Este tipo de enlace se efectúa entre átomos de dos o mas metales que forman aleaciones
Se caracteriza por la compartición de electrones de valencia
entre átomos.
Generalmente se da entre elementos no metálicos
Ejemplo: Formación del F
2no metal
no metal
compartición de electrones
( enlace covalente)
T
ipos de enlace covalente
•
Enlace covalente
–
Simple
–
Múltiple: doble o triple
–
Enlace covalente normal
–
Enlace covalente dativo o coordinado
•
Polaridad del enlace:
–
Apolar
1
. ENLACE COVALENTE SIMPLE
Este tipo de enlace se da cuando entre los átomos
enlazados se comparte un par de electrones.
Ejemplo: Formación del CH
42.ENLACE COVALENTE MULTIPLE
Este tipo de enlace se da cuando entre los átomos enlazados
se comparte 2 o más pares de electrones, estos pueden ser:
doble y triple
a) Enlace doble:
Compartición de dos pares de electrones
Ejemplo: Formación del N
2
3. ENLACE COVALENTE NORMAL
Este tipo de enlace se da cuando cada átomo aporta igual
cantidad de electrones en la formación del enlace.
4. Enlace covalente dativo o coordinado
Cuando el par de electrones compartidos pertenece sólo
a
uno
de los átomos, se presenta un
enlace covalente
coordinado o dativo
.
El átomo que aporta el par de electrones se llama
donador
(siempre el menos electronegativo) y el que
los recibe
receptor o aceptor
(siempre el más
ENLACE COVALENTE COORDINADO (DATIVO)
Uno de los átomos aporta el par de electrones enlazantes.
Ejemplo: Formación del NH
4+1ENLACE COVALENTE POLAR
•Es cuando los electrones enlazantes no son compartidos en forma
equitativa por los átomos, de este modo los átomos adquieren cargas
parciales de signo opuesto.
•Se da entre átomos de distinta electronegatividad.
•Los electrones compartidos están más desplazados hacia el átomo más
electronegativo.
compartición desigual
(enlace covalente polar)
ENLACE COVALENTE APOLAR
Es cuando los electrones enlazantes son compartidos en forma equitativa
por los átomos.
Se da entre átomos de idéntica electronegatividad (H
2, Cl
2, N
2…).
Los electrones compartidos pertenencen por igual a los dos átomos.
Ejemplo: Formación del H
2ΔE.N = O
compartición equitativa
Ejemplos
:
N
2O
2Enlace de átomos de azufre (S) y oxígeno (O)
Molécula de
SO
: enlace covalente doble
Molécula de
SO
2: enlace covalente
doble
y
un
enlace
covalente
coordinado o dativo
:S ═ O:
˙ ˙
˙ ˙
˙ ˙
S ═ O:
˙ ˙
:O ←
˙ ˙
˙ ˙
Molécula de
SO
3: enlace covalente doble
y dos enlaces covalentes coordinado o
dativo
PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS COVALENTES
A
condiciones
ambientales pueden ser sólidos, líquidos o gases.
Generalmente tienen bajo punto de fusión y ebullición.
Son muchos más compuestos covalentes que iónicos.
Mayormente sus soluciones no son conductores de la electricidad.
Constituyen moléculas que son agregados de un número definido de
átomos iguales o diferentes.
La mayoría son insolubles en disolvente polares como el agua.
La mayoría son solubles en solventes no polares tal como el
Clasificación de los elementos Según el tipo
de átomos que se unen:
•
Metal – No metal:
uno cede y otro acepta electrones
(cationes y aniones)
•
No metal – No metal:
ambos toman electrones,
comparten electrones
Las propiedades características de las sustancias
están relacionadas con la forma en que están unidas
sus partículas y las fuerzas entre ellas, es decir, con el
Enlaces y Tipos de Materiales
Cuando se habla de material, se refiere a una sustancia (sea natural o
artificial) que se utiliza como integrante para la fabricación de objetos
Enlaces y Tipos de Materiales
Dentro de la
Ingeniería de Materiales
se pueden distinguir materiales
estructurales que pueden clasificarse como
Naturales (rocas y maderas)
Poliméricos (caucho, petróleo, acrílico, PVC, PET)
Cerámicos (porcelana, cemento, vidrios, refractarios)
Metálicos (hierro, aluminio, cobre, zinc, plomo, etc).
Enlaces y Tipos de Materiales
Materiales metálicos, poliméricos, cerámicos
La diferencia básica entre los materiales radica en sus estructuras atómicas y sus
tipos de enlaces
Enlaces Atómicos
Enlaces y Tipos de Materiales
Los
materiales metálicos y aleaciones
Son sustancias inorgánicas compuestas de uno o mas elementos
metálicos.
Enlace metálico
.
Los
materiales metálicos y aleaciones
Enlaces y Tipos de Materiales
Enlaces y Tipos de Materiales
Los
materiales cerámicos
Son compuestos químicos constituidos por metales y no metales
(óxidos, nitruros y carburos) que incluyen minerales de arcilla,
cemento y vidrio..
Los enlaces interatómicos pueden ser de carácter totalmente
iónico,
o
bien de carácter predominantemente iónico con algún carácter
Enlaces y Tipos de Materiales
Los
materiales cerámicos
Desde el punto de vista mecánico, son duras y muy frágiles (baja
tenacidad y ductilidad)
Son aislantes térmicos y que a elevada temperatura y en ambientes
agresivos son más resistentes que los metales y los polímeros.
Alto punto de fusión (Refractarios)
Baja conductividad eléctrica y térmica (aislantes)
Enlaces y Tipos de Materiales
Los
materiales poliméricos
Son grandes moléculas o macromoléculas formadas por la unión
de muchas pequeñas moléculas (monómeros) unidas entre si a
través de enlaces covalentes.
Tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las
grandes cadenas poliméricas se atraen.
Tipos de polímeros
a) POLÍMEROS NATURALES
: Provenientes directamente del reino vegetal o
animal.
Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, etc.
b)
POLÍMEROS
ARTIFICIALES:
Son
el
resultado
de
modificaciones
mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales. Ejemplo:
nitrocelulosa.
c) POLÍMEROS SINTÉTICOS:
Son los que se obtienen por procesos de
polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de
bajo peso molecular.
Clasificación de los polímeros según sus propiedades
físicas
1. ELASTÓMEROS:
Son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico.
El término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma.
Cada uno de los monómeros que se unen entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno y/o silicio.
Los elastómeros son polímeros amorfos y tienen una considerable capacidad de deformación.
A temperatura ambiente las gomas son relativamente blandas y deformables.
Se usan principalmente para cierres herméticos, adhesivos y partes flexibles.
Clasificación de los polímeros según sus propiedades
físicas
2. TERMOPLÁSTICOS:
A temperatura ambiente, es plástico o deformable, se funde cuando se calienta y se endurece cuando se enfría.
Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse pueden recalentarse y formar otros objetos, mientras que en el caso de los termoestables o termofijos, después de enfriarse la forma no cambia y arden siendo imposible volver a moldearlos..
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces (historial térmico), generalmente disminuyen estas propiedades.
Clasificación de los polímeros según sus propiedades
físicas
3. TERMOESTABLES:
Son polímeros infusibles e insolubles debido a que las cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazándose con fuertes enlaces covalentes.
La estructura así formada toma el aspecto macroscópico de una única molécula gigantesca, cuya forma se fija permanentemente, debido a que la movilidad de las cadenas y la rotación en los enlaces es prácticamente cero.
Los plásticos termoestables poseen algunas propiedades ventajosas respecto a los termoplásticos. Por ejemplo, mejor resistencia al impacto, a los solventes, a la permeación de gases y a las temperaturas extremas.
Entre las desventajas se encuentran, generalmente, la dificultad de procesamiento, la necesidad del curado, el carácter quebradizo del material (frágil).