Décimo Séptima SesiónDécimo Séptima Sesión

Tipos de enlace químicoTipos de enlace químico

Enlace covalenteEnlace covalente

• Compartición de pares de electrones.Compartición de pares de electrones.

Enlace covalente (2)Enlace covalente (2)

• Compuestos orgánicos.Compuestos orgánicos.

¿100% covalente?¿100% covalente?

• Moléculas diatómicas homonuclearesMoléculas diatómicas homonucleares

Enlace iónicoEnlace iónico

Enlace iónico (2)Enlace iónico (2)

¿100% iónico?¿100% iónico?

• No hay compuestos 100% iónicos.No hay compuestos 100% iónicos.• Se analiza la diferencia de Se analiza la diferencia de

electronegatividades.electronegatividades.• Si la diferencia es pequeña Si la diferencia es pequeña

covalencia.covalencia.• Si la diferencia es grande Si la diferencia es grande enlace enlace

iónico.iónico.

Porcentaje de carácter iónicoPorcentaje de carácter iónico

• Linus Pauling.Linus Pauling.

4.1

BA χχ 18 %CI

Porcentaje de carácter iónico (2)Porcentaje de carácter iónico (2)

Porcentaje de carácter iónico (3)Porcentaje de carácter iónico (3)

Enlace covalente polarEnlace covalente polar

• La electronegatividad es la responsable La electronegatividad es la responsable de la polarización de los enlaces.de la polarización de los enlaces.

Enlace covalente polar (2)Enlace covalente polar (2)

BrH

HN

HO

ClH

Dos átomos están suficientemente cercanos como para que sus orbitales se mezclen

Sus valores de electronegatividad son…

similares muy diferentes

Enlace iónico

Metales No metales

Enlace metálico Enlace covalente

Sus valores de electronegatividad son…

Muy cercanos Diferentes

Enlace covalente no polar Enlace covalente polar

• Anton Eduard vAnton Eduard van an Arkel -en la Arkel -en la fotografía- (1893-fotografía- (1893-1976) y J.A.A. 1976) y J.A.A. Ketelaar en los Ketelaar en los años 40:años 40:

Triángulo de Van Arkel-KetelaarTriángulo de Van Arkel-Ketelaar

• Michael Laing.Michael Laing.

• En 1993.En 1993.

Tetraedro de LaingTetraedro de Laing

Teorías de estructura y el Teorías de estructura y el tetraedro de Laingtetraedro de Laing

Tarea 36Tarea 36

¿Cuál de los siguientes enlaces será ¿Cuál de los siguientes enlaces será iónico?iónico?

a)a) H - H H - H

b)b) O - ClO - Cl

c)c) Na - FNa - F

d)d) C – NC – N

e)e) Cs - FCs - F

f)f) Zn – ClZn – Cl

Escriba las estructuras de Lewis Escriba las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas:para las siguientes moléculas:

a)a) HFHF

b)b) CClCCl44

c)c) COCO

d)d) COCO22

Tarea 37Tarea 37

Escriba las estructuras de Lewis Escriba las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas:para las siguientes moléculas:

a)a) NHNH44++

b)b) CC22HH66

c)c) CC22HH44

d)d) CC22HH22

e)e) HCl HCl

f)f) HCNHCN

Tarea 38Tarea 38

Teoría de Enlace Teoría de Enlace (Unión) Valencia(Unión) Valencia

• Walter Heinrich Walter Heinrich Heitler (1904-Heitler (1904-1981) y Fritz 1981) y Fritz London (1900-London (1900-1954).1954).

• En 1927: En 1927:

Teoría de enlace valenciaTeoría de enlace valencia

• Teoría de unión valencia cuantitativa.Teoría de unión valencia cuantitativa.

• Método aproximado para resolver la Método aproximado para resolver la ecuación de Schrödinger.ecuación de Schrödinger.

• Ión molecular de Hidrógeno: HIón molecular de Hidrógeno: H22++

Teoría de enlace valencia (2)Teoría de enlace valencia (2)

• Teoría de unión valencia cuantitativa.Teoría de unión valencia cuantitativa.

• Método aproximado para resolver la Método aproximado para resolver la ecuación de Schrödinger.ecuación de Schrödinger.

• Ión molecular de Hidrógeno: HIón molecular de Hidrógeno: H22++

H + HH + H++ H H22++

Teoría de enlace valencia (3)Teoría de enlace valencia (3)

RAB

A B

e

rA rB

Núcleos FijosNúcleos Fijos

• Max Born (Max Born (1882-1882-1970)1970) y y Julius Julius Robert (1904-Robert (1904-1966) 1966) Oppenheimer Oppenheimer

• Aproximación de Aproximación de Born-Born-Oppenheimer.Oppenheimer.

Teoría de enlace valencia (4)Teoría de enlace valencia (4)

E H

R

e

r

e

r

e H

:atómicas unidadesEn

V T H

AB

2

B

2

A

22

Teoría de enlace valencia (5)Teoría de enlace valencia (5)

• Heitler y London proponen construir Heitler y London proponen construir funciones de onda aproximadas que funciones de onda aproximadas que resuelvan la ecuación de Schrödinger resuelvan la ecuación de Schrödinger para el Hpara el H22

++. Consideremos los dos . Consideremos los dos estados:estados:

HHAA + H + HBB++ 11

HHAA++ + H + HBB 22

Teoría de enlace valencia (6)Teoría de enlace valencia (6)

• Y proponemos a las funciones solución Y proponemos a las funciones solución como combinaciones lineales de las como combinaciones lineales de las funciones que describen los dos funciones que describen los dos estados posibles.estados posibles.

2211 cc Ψ

Teoría de enlace valencia (7)Teoría de enlace valencia (7)

• La energía debe minimizarse: La energía debe minimizarse:

E

H2+ H2

+

EHA HA

+HB+ HB

0c

E

1

0c

E

2

Teoría de enlace valencia (8)Teoría de enlace valencia (8)

1cc

1cc

21

21

• Dos formas en que se encuentra un Dos formas en que se encuentra un mínimo:mínimo:

Teoría de enlace valencia (9)Teoría de enlace valencia (9)

21

21

• Y se encuentran dos funciones de Y se encuentran dos funciones de onda:onda:

Teoría de enlace valencia (10)Teoría de enlace valencia (10)

1d2

• Las funciones de onda deben cumplir Las funciones de onda deben cumplir con el postulado de Born:con el postulado de Born:

Teoría de enlace valencia (11)Teoría de enlace valencia (11)

• Con lo que se obtiene:Con lo que se obtiene:

)(2

1

)(2

1

21

21

Teoría de enlace valencia (12)Teoría de enlace valencia (12)

• Y las densidades electrónicas serían:Y las densidades electrónicas serían:

)2(2

1

)2(2

1

2122

21

2

2122

21

2

¿Qué significa?¿Qué significa?

Átomos separadosÁtomos separados

A BA B

2A 2

A2B 2

B

Teoría de enlace valencia (13)Teoría de enlace valencia (13)

• Orbital de enlace:Orbital de enlace:

)2(2

121

22

21

2

EnlaceEnlace

A BA B

)2(2

121

22

21

2

Teoría de enlace valencia (14)Teoría de enlace valencia (14)

• Orbital de antienlace:Orbital de antienlace:

)2(2

121

22

21

2

AntienlaceAntienlace

A B A B

Teoría de enlace valencia (15)Teoría de enlace valencia (15)

A B

A B

A B

A B

A B

A B

Teoría de enlace valencia (16)Teoría de enlace valencia (16)

Molécula de HidrógenoMolécula de Hidrógeno

A B

RAB

e1 e2

rA1 rB2

rB1

rA2

r12

Molécula de Hidrógeno (2)Molécula de Hidrógeno (2)

12

2

AB

2

B2

2

B1

2

A2

2

A1

2

r

e

r

e

r

e-

r

e-

r

e-

r

e- V

Molécula de Hidrógeno (3)Molécula de Hidrógeno (3)

1B

2A2

2B

1A1

HH

HH

A B

A B

1

2

2

1

Molécula de Hidrógeno (4)Molécula de Hidrógeno (4)

1cc

1cc

ccN

21

21

2211

Molécula de Hidrógeno (5)Molécula de Hidrógeno (5)

CalculadaCalculada ExperimentalExperimental

E (eV)E (eV) 3.143.14 4.74664.7466

R (R (Ǻ)Ǻ) 0.870.87 0.741160.74116

ResonanciaResonancia

• Trucos para construir la función de Trucos para construir la función de onda adecuada para poder resolver la onda adecuada para poder resolver la Ecuación de Schödinger.Ecuación de Schödinger.

• Las formas resonantes no existen en la Las formas resonantes no existen en la realidad.realidad.

1B

2A2

2B

1A1

HH

HH

Resonancia (2)Resonancia (2)

1.1. Las formas resonantes deben tener Las formas resonantes deben tener energías semejantes.energías semejantes.

2.2. Los núcleos deben ocupar las Los núcleos deben ocupar las mismas posiciones relativas en todas mismas posiciones relativas en todas las formas resonantes.las formas resonantes.

3.3. Todas las formas resonantes deben Todas las formas resonantes deben tener el mismo número de electrones tener el mismo número de electrones despareados.despareados.

Resonancia (3)Resonancia (3)

• Las funciones de onda se escriben a Las funciones de onda se escriben a partir de las formas resonantes:partir de las formas resonantes:

nn2211 c...ccN

NitrometanoNitrometano

DistanciaDistancia

N-ON-O

1.31 1.31 ǺǺ

DistanciaDistancia

N=ON=O

1.2 1.2 ǺǺ

Distancia N O en el Distancia N O en el NitrometanoNitrometano

1.22 1.22 ǺǺ

Nitrometano (2)Nitrometano (2)

• Se proponen las Se proponen las formas formas resonantes:resonantes: I

II

Bióxido de CarbonoBióxido de Carbono

DistanciaDistancia

C=OC=O

1.22 1.22 ǺǺ

DistanciaDistancia

CCOO

1.10 1.10 ǺǺ

Distancia C O en el Distancia C O en el Bióxido de CarbonoBióxido de Carbono

1.15 1.15 ǺǺ

Bióxido de Carbono (2)Bióxido de Carbono (2)

• Se proponen las Se proponen las formas formas resonantes:resonantes:

I

II

III

BencenoBenceno

DistanciaDistancia

C-CC-C

1.54 1.54 ǺǺ

DistanciaDistancia

C=CC=C

1.32 1.32 ǺǺ

Distancia C C en el Distancia C C en el BencenoBenceno

1.39 1.39 ǺǺ

Benceno (2)Benceno (2)

• Se proponen las Se proponen las formas formas resonantes:resonantes:

Kekulé

Dewar

I II

III IV V

VVIVIVIIIIIIIIIIII cccccN

Resonancia (4)Resonancia (4)

• Las formas resonantes no tienen Las formas resonantes no tienen existencia real, sólo son un truco para existencia real, sólo son un truco para escribir una mejor función de onda.escribir una mejor función de onda.

• A veces se confunde con tautomería.A veces se confunde con tautomería.

TautomeríaTautomería

• Tautomería ceto-enol:Tautomería ceto-enol:

CH3-C-CH3 CH3-C-CH3 CH3-C=CH2 CH3-C=CH2

O OHO OH

Forma cetónica Forma Forma cetónica Forma enólicaenólica

• En la tautomería los átomos no ocupan En la tautomería los átomos no ocupan las mismas posiciones relativas.las mismas posiciones relativas.