Quimica i - Unidad 1 - Parte 4

8/4/2019 Quimica i - Unidad 1 - Parte 4

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Contenidos

SmbolosdeLewis

Enlaceinicoyenlacecovalente EstructurasdeLewisycargaformal

Electronegatividad,polarizacindeenlace,momentodipolar.

Geometramolecular

Enlacemetlico

III.

Enlace

qumico

y

estructura

molecular


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Enlaces

Qumicos

Por qu se unen los tomos? Porque el compuesto que resulta es ms estable quelos tomo separados (menor energa).

Ya vimos que la capa ms externa de un tomo o capa de valencia se completa con 8electrones (octeto de electrones) para los elementos del segundo periodo y con 2electrones para el hidrgeno. La capa completa da estabilidad especial a los tomos

que la poseen (gases nobles).

La qumica de muchos elementos est determinada por la tendencia a tomar laconfiguracin electrnica del gas noble ms cercano.


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Losmetalesalcalinosdelgrupo1(1A),pierdenunelectrnparatomarlaconfiguracindelgasnoblequeloanteceden:

Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]

Loshalgenosdelgrupo7A tiendenaadquirirlaconfiguracindegasnobleganandounelectrn:

Cl(Z=17)[Ne]3s23p5 Cl [Ar]

Los iones resultantes se mantienen unidos en compuestos como Na+Cl por la atraccinelectrosttica entre ellos, llamada enlace inico.

En los elementos ubicados en el medio de la tabla como el C por ejemplo, se requerira

mucha energa para que el tomo pierda 4 electrones o gane 4 electrones. Por lo que latendencia de este tipo de tomos es a compartir los electrones con otros tomos. A estetipo de enlace se le llama enlace covalente


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EnlaceCovalente

Loscompuestoscovalentesomolecularessonaquellosquecontienensolamenteenlacescovalentes.

Enlosenlacescovalentes,lostomoscompartenelectronesparacompletarlaconfiguracindegasnoble(regladelocteto)

Losenlacespuedenserpolaresoapolares

Enlaces

Apolares:Ladistribucindelacargaelectrnicaentrelosdostomosqueformanelenlaceesuniforme.Estoseproducecuandolosdostomostienenelectronegatividadessimilares

H H


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H F

EnlacesPolares: Ladistribucindedensidadelectrnicaentrelostomosesdesigual

La densidad electrnica est orientada preferentemente hacia el tomo mselectronegativo, dejando una carga parcial negativa en el tomo ms electronegativo yuna positiva en el menos electronegativo

H F

Electronegatividad: es la capacidad que tiene un tomo para atraer hacia si loselectrones de un enlace


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Longitudes

de

Enlace

y

Energas

de

enlace

Un enlace qumico se forma, porque los tomos implicados poseen menor energacuando estn prximos entre s que cuando estn separados. Mientras ms

estable es la molcula, ms fuertes son los enlaces.

La fortaleza de un enlace covalente est determinada por la energa que senecesita para romper un enlace.

La energa de disociacin de enlace (D) o energa de enlace (tambin se utilizaentalpa de enlace) es : la energa necesaria para romper un mol de enlaces enuna especie en estado gaseoso.

La longitud de enlace es: la distancia entre los centros de los tomos unidosmediante un enlace covalente.


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LONGITUD DE ENLACE

RADIO COVALENTE

Enlace Longitud

()

CH 107

CO 143

C=O 121

CC 154

C=C 133

CC 120

C=N 138

C N 116

Losenlacespuedenser:

Simples: CC CODobles: C=CC=OTriples: CC CN

Longituddeenlace:simple>doble >triple


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SmbolosdeLewis

Esunarepresentacintaquigrficadeloselectronesdevalenciadeuntomo

TodosloselementosdeunmismogrupoposeensmbolosdeLewissimilares.

Ejemplos:

Na + Cl [Na+] Cl ..

: :..

..:

..:

Cl + Cl Cl Cl.

: :....

:..:.

: :....

:..

Na. K . Li .


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La forma ms sencilla de simbolizar la estructura electrnica y los enlaces en unamolcula covalente es mediante estructuras de Lewis.

Cada electrn de valencia se representan mediante un punto, o cada par deelectrones mediante una lnea.

Para dibujar una estructura de Lewis correcta: Se dibuja el esqueleto molecular de la manera ms simtrica posible

Se cuenta el nmero total de electrones de valencia

Se distribuyen los electrones teniendo en cuenta la regla del octeto. Paraconseguir que se cumpla la regla del octeto puede ser necesario utilizarenlaces mltiples.

Estructuras

de

Lewis


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Cmo

se

construye

una

estructura

de

Lewis?

1. Eltomomenos electronegativo,engeneraleselqueocupalaposicincentralenlamolcula,exceptoelH

2. Sedebeescribirunesqueletosimtricoparalamolculaoionpoliatmico

CS2 S C SSO42-

O S O

O

O

3. Lostomosdeoxgenosnoseenlazanentres,conexcepcinde:O2,O3,ROOR,perxidos.

4. Enloscidosternariosuoxicidoselhidrgenosueleenlazarseauntomodeoxgenoynoaltomocentral

O N O H

HNO2 HNO3

O N O H

O


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5. Paraionesomolculasconmsdeuntomocentral,nuevamente,seescribeelesqueletomssimtrico posible.

C2H4 C C

H H

H H


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Porejemplo:

CH4C 4 electrones de valencia

H 1 electron de valencia

Total: 8 electrones

estructura lo mssimtrica posible

C HH

H

HC HH

H

H


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Enmuchoscasosexistenelectronesnoenlazantes (nocompartidosolibres)enlacapadevalencia.

Lostomosdeoxgeno,nitrgenoyloshalgenostienennormalmenteelectronesnoenlazantesensuscompuestosestables.

H

O

H

H2OH

OH

O 6 electrones de valencia

H 1 electron de valencia

H 1 electron de valenciaTotal: 8 electrones

estructura lo mssimtrica posible


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HacerlasestructurasdeLewisdelassiguientesmolculas:

CO2

C2H6O

C2H6

NH3

NH4+

O3


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CargasFormales

UnavezquesehaescritolaestructuradeLewisdeunamolculacorrectamente:

Hidrgenosrodeadospornomsde2electrones

C,O,Nyhalgenospornoms de8electrones(octeto)

Sedeberevisarlamolculaescritaparaobservarsisedebe onoagregarunacargaalostomosenlaestructuradeLewis.

Lacargapositivaonegativaqueseasignaauntomosedenominacargaformal:

Cargaformal=ndee devalencia ndee nocompartidos dee compartidos


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H2OCarga formal= nde e- de valencia nde e- no compartidos de e- compartidos

O

HH

:: Carga formal Oxgeno= 6 4 4 = 0

Carga formal Hidrgeno 1 = 1 0 2 = 0

Carga formal Hidrgeno2= 1 0 2 = 01 2

Enunamolculaneutralasumadelascargasformalesdetodoslostomos debe

seriguala0

OH-

O-H _

__ Carga formal Oxgeno= 6 6 2 = -1


En

un

in

poliatmico,

la

sumatoria de

las

cargas

formales

debe

ser

igual

a

la

carga

delin


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O+

H

H

H_

H3O+

Carga formal Oxgeno= 6 2 6 = +1


23 Carga formal Hidrgeno2= 1 0 2 = 0

Carga formal Hidrgeno3= 1 0 2 = 0

Hayalgunoscasosenlosquedebendibujarse enlacesmltiples (doblesotriples)para

satisfacerlaregladelocteto:


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1.Asignaracadatomolacargaformalapropiada

O+

CH3

CH3

CH3

:

C+

HH

H

:

N+ CH3CH3

CH3

CH3

N

+

N

-

CH2:

:

CO32-

2.

Escriba

la

estructura

de

Lewis

y

asigne

a

cada

tomo

la

carga

formal

Ejercicios

Para que una estructura de Lewis correcta debe cumplir los siguientes requisitos:

Que tenga la menor cantidad de cargas formales De existir cargas formales, la carga negativa debe estar sobre el tomo mselectronegativo.


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Excepciones delaregladelocteto

tomosconmenosde8electrones: Be,ByAlsusestructurasdeLewisnoaparecencon8electrones

Molculasconnmeroimpardeelectrones NO2 (17electrones)

Molculasconoctetoexpandido Molculasconmsde8electronesenlacapadevalencia

P Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

S F

F

F F

F

F

Estostomostienenorbitalesdvacosquesepuedenutilizar(elementossobreel3periodo)


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PolaridaddeenlaceyMomentodipolar

Enlacescovalentespolares:loselectronesdeunenlacesonmsfuertementeatradosporuntomoqueporelotro distribucinasimtricadedeladensidadelectrnicaentrelostomos


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La

polaridad

de

un

enlace

es

debido

a

las

diferencias

deelectronegatividadentre

lostomosqueformanelenlace.

Laelectronegatividadeslahabilidadintrnsecaquetieneuntomoparaatraerloselectronesdeunenlacecovalente.

Losenlacesentreelcarbono(EN=2.5)yelhidrgeno(EN=2.1)sonrelativamentenopolares.

Encambio,losenlacesentreelcarbonoyotrostomosmselectronegativostalescomo oxgeno,nitrgenoyhalgenos estnpolarizados,porloqueladensidadelectrnicaestdirigidahaciaestostomos.

Mapadepotencialelectrosttico


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Enlaces individuales polares molculas polares

La polaridad molecular resulta de la sumatoria de vectorial de todas laspolaridades de enlace y el aporte de pares de electrones no enlazados en la

molcula.

Se mide por una cantidad llamada Momento dipolar, esta cantidad se expresaen unidades de Debye

Qxr

Q=magnituddelacargaencualquierextremo

R=distanciaentrelascargas


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Momentosdipolaresdealgunoscompuestos

Compuesto Momentodipolar(D)

NaCl 9.00

CH2O 2.33

H2O 1.85

NH3 1.47

CH3OH 1.70

CO2 0

CH4 0

Compuesto inico

tomos electronegativos yelectrones libres queayudan a la separacin decargas

Estructuras simtricas,por lo tanto las

polaridades de enlace se

cancelan


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GeometraMolecular

Es la distribucin que adoptan en el espacio los tomos de una molcula. La nicamanera de conocerla es por mtodos experimentales.

La forma de la molcula se puede deducir por el nmero de electrones situados entorno al tomo centrla (teora de RPECV).

RPECV la geometra la determina la repulsin de los pares de electrones devalencia del tomo central. La molcula adopta la forma de manera que minimicela repulsin electrosttica entre los electrones


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Geometras

Moleculares


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Geometras

Moleculares


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Enlacemetlico

Losmetalessonbuenosconductoresdelaelectricidadydelcalor, sondctiles(sepuedeestirarcomoalambre)ymaleables(formalminas).

Laprimerateoraqueexpliccualitativamenteladistribucindelostomosenunmetalfueladelmardeelectrones

Una red de iones positivos seencuentra inmerso en un mar de

electrones provenientes de las capasde valencia del metal

Estateoranopermiteexplicarlasvariacionesdelaconductividadentrelosdistintosmetales.Paraestosehanpropuestootrasteoras:teoradebandasoteoradeorbitalesmoleculares.

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