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TEMA: ENLACE QUIMICO

CICLO I: 2012-II/ 4ta semana

CURSO: QUIMICA

GENERAL

Prof. Quím. Jenny M. Fernández Vivanco

OBJETIVOS

� Reconocer el enlace químico

� Entender sus características del enlace

químico

� Identificar sus propiedades

� Desarrollo de problemas de análisis

� Identificar el Enlace covalente

� Enlace moleculares

� Trabajo de investigación

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¿Por qué se forman compuestos?

Los elementos forman compuestos por que de esa forma ganan estabilidad � liberan energía

Un compuesto iónico

El grafito es una forma elemental en la que se forman enlaces covalentes

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¿Qué es un enlace químico?

Esta fuerza da origen a una especie de ligamentoentre los átomos u otras especies químicas,confiriendoconfiriendo estabilidadestabilidad a los conjuntos formados.

Esta fuerza es lo que se conoce como enlaceenlacequímicoquímico.

Un enlace químico resultará de la redistribución delos electrones de los átomos y partículasparticipantes, y ésta es la causa de que la energíatotal del sistema llegue a un mínimo de energía, esdecir a su estado más estable.

¿Cómo se forma el enlace

iónico?

Na

1s2 2s2 2p6 3s1

+ Cl

Ne 3s2 3p5

EN = 0,9 EN = 3,0

El cloro ganaelectrones

con facilidad!El sodio pierde electronesfácilmente!

Na Cl

1s2 2s2 2p6

Ne 3s2 3p6

ambos completan el octeto!

atracción electrostática entre cargas opuestas!

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Teoría de Lewis

• Los electrones de valencia son los que intervienen en la formación de enlaces.

• Los electrones buscan aparearse para ganar estabilidad (regla del dueto).

• Los electrones con transferidos o compartidos hasta que el átomo obtenga la configuración de gas noble (regla del octeto).

• En la representación de Lewis, el símbolo representa al núcleo y a los electrones del kernel, y los puntos a los electrones de valencia,

Estructuras de Lewis de compuestos iónicos

BaO

MgCl2

Ba •• O•

•••

••

••O••

••

••Ba

2+2-

Mg ••

Cl•••

••

••

Cl•••

••

••

••Cl••

••

••Mg

2+-

2

Primero se escribe el catión y luego el anión. El anión se representa entre corchetes, con los electrones que conducen al octeto y la carga correspondiente fuera de los corchetes. Los cationes poliatómicos se representan entre corchetes.

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Los compuestos iónicos

a

aa

a120o

c

a a

c

b

ααααββββ γγγγ

Los diversos compuestos tienen varias formas de cristalizar.

Propiedades de los compuestos iónicos

A temperatura ambiente, son sólidos con puntos de fusión

altos, debido a la fuerzas electrostáticas de atracción entre los iones.

Altos puntos de fusión y ebullición.

Muchos son solubles en solventes polares como el agua.

La mayoría es insoluble en solventes no polares como el hexano o la gasolina.

Son conductores de la electricidad en estado fundido (líquido) o en solución acuosa.

No forman moléculas sino “pares iónicos”, por lo que se prefiere hablar de unidades fórmula ó fórmulas mínimas,

cuando de compuestos iónicos se trata.

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Porcentaje de carácter iónico del enlace

Problemas de aplicación

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Problemas de aplicación

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EJERCICIOS PROPUESTOS

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Enlace Químico:

Enlace

Covalente y

Estructura

Molecular

Quím. Jenny Fernández Vivanco

El enlace covalente

Electrones 1s

Par electrónico compartido

Una molécula de hidrógeno

Dos átomos de hidrógeno

Par enlazante

Pueden ser uno o más pares de electrones los compartidos entre los átomos que forman el enlace, originando de esta manera una nueva especie química: una molécula. Generalmente tienden a enlazarse covalentemente los átomos de elementos no metálicos, que tienen potenciales de ionización relativamente altos, y entre los cuales generalmente se obtienen diferencias de electronegatividades menores a 1,9.

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Formación del H2

Al formarse la molécula los orbitales atómicos se traslapan (se superponen, se solapan, se funden) formando un nuevo tipo de

orbital: un orbital molecular (un enlace covalente )

Moléculas sencillas

O

H

H

par no compartido

par compartidoAGUA, H2O

O H

H

O H

H

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Moléculas sencillas

H

H

H

NHN

H

Hpar no compartido

par compartido

H

H

H

N

AMONIACO, NH3

Clasificación de los enlaces

covalentes

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Tipos de enlace covalentes

• Normales:

Si los electrones compartidos provienen uno de cada uno de los átomos enlazados.

• Coordinados:

Si el par de electrones compartidos proviene de uno solo de los átomos enlazados.

(a)(a) Por el origen de los electrones Por el origen de los electrones compartidoscompartidos

Tipos de

enlace

covalentes

:Por el origen Por el origen

de los de los

electrones electrones

compartidoscompartidos

Br Br Br Br

Br Br

Formación del Br 2

Enlace covalente normal

Formación del NH 4+ (ion amonio)

H

H

H

N H+

no tiene electrones!!su orbital 1s está vacío!!

H

H

H

N H

+

H

H

H

N HEnlace covalente coordinado

Los enlaces covalentes normales y coordinados formados en el NH4

+ son indistinguibles entre sí!

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Tipos de Enlace según la diferencia de Electronegatividad

∆EN = ENA - ENB

Si ∆EN ≥ 1,9 Si ∆EN < 1,9

Enlace Iónico Enlace Covalente

No polar o apolar Polar

Si, ∆EN = 0, 0(átomos iguales)

Si, 0 <∆EN < 1,9(elementos diferentes)

La mayor o menor diferencia entre las electronegati vidades de los átomos que forman un compuesto determinan el ti po de enlace.

Momento Dipolar (µ)

HCl

δ− δ+

µµµµ = q . rq : carga del e- = 1,602·10-19 Cr : distancia entre cargas 1 Debye (D) = 3,33·10−30 C.m

Sustancia ∆EN µµµµ (D) Te (oC)

HF 1,9 1,91 19,9

HCl 0, 9 1,03 -85,03

HBr 0,7 0,79 -66,72

HI 0,4 0,38 -35,35

H-H 0,0 0,0 -253

µ

El momento dipolar es una magnitud vectorial que mide la intensidad del dipolo

formado, es decir es una medida del polaridad del enlace.

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Tipos de enlace covalentes:

enlaces sencillos (1 par compartido)

enlaces dobles (2 pares compartidos)

enlaces triples (3 pares compartidos)

H H O O N N

octetos

Para cumplir la regla del octeto los átomos también pueden compartir más de un par de electrones y formar enlaces múltiples

(c) Por la Multiplicidad del enlace covalente(c) Por la Multiplicidad del enlace covalente

Tipos de enlace covalentes:

El enlace se forma cuando solapan los orbitales atómicos.

Los dos e- se comparten en el nuevo orbital formado.

Enlace Sigma, σσσσ:La densidad electrónica se concentra en el eje que une los átomos. Consta de un solo lóbulo.Todos los

enlaces sencillos son sigma.

(d) Por la forma de los enlaces (orbitales (d) Por la forma de los enlaces (orbitales moleculares)moleculares)

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Tipos de enlace covalentes:

Enlace pi, π:

La densidad electrónica se encuentra por encima

y por debajo del eje que une los átomos. Consta

de dos lóbulos.- Un enlace doble consiste en un enlace σ y un π.

- Un enlace triple consiste en un enlace σ y dos π.

Para un mismo par de átomos: longitud E-E > l.ongitud E=E > longitud E ≡ EEnlace longitud de enlace ( Å) energía de enlace

(kcal/mol)C – C 1,53 88

C = C 1,34 119

C ≡ C 1,22 200

+

(d) Por la Forma de los enlaces (orbitales (d) Por la Forma de los enlaces (orbitales moleculares)moleculares)

Orbitales sigma y pi

Región de traslape

Enlace σσσσ

s-p

Enlace σσσσ

p-p

H Cl• •• •

• •

•• Cl•

• •

• ••• Cl•

• •

• •

••

Enlace simple

Enlace doble

Enlace triple

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Orbitales sigma

Orbitales pi

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Enlaces múltiples

N N•• •

•σσσσ

ππππ

ππππ

Nitrógeno, N2

Estructuras de Lewis en compuestos

covalentes

Son una representación gráfica para

comprender donde están los electrones en un

átomo o molécula, colocando los electrones

de valencia como puntos alrededor de los

símbolos de los elementos.

La idea de enlace covalente fue sugerida en

1916 por G. N. Lewis:

Los átomos pueden adquirir

estructura de gas noble

compartiendo electrones para

formar un enlace de pares de

electrones.G. N. Lewis

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Reglas

Se considerará como átomo central de la molécula:. El que esté presente unitariamente . De haber más de un átomo unitario, será al que le falten más electrones.. De haber igualdad en el número de e-, será el menos electronegativo.

Ejemplos de Estructuras de Lewis

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Adicionalmente...

Reglas para hallar el número de enlaces

1- Se suman los e- de valencia de los átomos presentes en la fórmula

molecular propuesta. Para un anión poliatómico se le añade un e- más por

cada carga negativa y para un catión se restan tantos electrones como

cargas positivas. A este valor se le denomina a

2- Se determina el número total de electrones necesarios para que todos los

átomos de la especie puedan adquirir la configuración de gas noble,

multiplicando el número de átomos diferentes del hidrógeno por 8 y el

número de átomos de hidrógeno por 2. A esta cantidad se le denomina b.

Número de enlaces =

b - a

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Ejemplos Ejemplo 2: SiO 4-4

Si: 4e- valO: 6e-x 4 = 24 e- val+ 4 cargas neg.

a =32

2)

1)

3) e- de val libres= 32- 8= 24

4)

Si

O

O

OO

4-

Si

O

O

OO

4-

b = 8x5= 40#enlaces= (40 -32)/ 2 = 4

2)

Ejemplo 1: H 2COC: 4e-H: 1e- x 2= 2e-O: 6e-

a =121)

H

H

C O

3) e- de v. libres: 12-6= 6

H

H

C O4)

H

H

C O

b = 8x2 + 2x1 = 18#enlaces= (18 -12) / 2 = 3

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Propiedades de los compuestos

covalentes

Son gases, líquidos o sólidos con bajos puntos de fusión.

Algunos sólidos covalentes presentan altos puntos de fusión y ebullición.

Muchos no se disuelven en líquidos polares como el agua.

Mayormente se disuelven en líquidos no polares como el hexano o la gasolina.

En estado líquido o fundido, no conducen la corriente eléctrica.

Cuando forman soluciones acuosas, éstas son malas conductoras de la electricidad.

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Enlace MetálicoLa “Teoría del Mar de Electrones”:

afirma que siendo los electronesde valencia de un metal muydébilmente atraídos por el núcleo,estos electrones se desprenderíandel átomo, creando una estructurabasada en cationes metálicosinmersos en una gran cantidad deelectrones libres (un mar deelectrones) que tienen laposibilidad de moverse librementepor toda la estructura del sólido.

Metal Punto de fusión (°C)

Na 97,8

Fe 1536

W 3407

• Este tipo de enlace ocurre entre átomos de metales.

• Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su último nivel.

• Estos átomos pierden fácilmente estos electrones.

• Estos electrones forman una nube electrónica que está débilmente unida al núcleo.

• La unión de estos átomos tiene la forma de una red cristalina.

• Esta nube tiene una gran movilidad.

• Lo que nos lleva a que el enlace metálico es deslocalizado.

• Esto explicaría algunas características de los metales.

Enlace metálico

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• Un ejemplo de enlace metálico es Litio.

• En donde su único electrón está enlazado deslocalizadamente a los otros átomos, formando una red cristalina.

Ejemplo

Propiedades que genera el enlace metálico• Los metales son buenos conductores

del calor y la electricidad.

• Sin dúctiles, maleables, tenaces

• Son relativamente blandos (se rayan fácilmente)

• Poseen alta densidad

• Poseen color y brillo característico

• Algunas de las propiedades señaladas se explican por la facilidad con la que se realizan desplazamiento de partes del cristal alo largo de los planos estructurales.

+ + + + +

+ + + + +

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Fuerzas intermoleculares

Fuerzas de Van der WaalsFuerzas de London Fuerzas dipolo-dipoloEnlaces por puentes de hidrógeno

Son fuerzas más débiles que los enlaces covalentes que mantienen unidas a las moléculas en el estado condensado (líquido o sólido)

Fuerzas de dispersión de London� Se originan por la atracción entre dipolos instantáneos e inducidos

formados entre las moléculas (polares o no polares)

� Dipolos instantáneos: El movimiento de los electrones en el orbitalorigina la formación de dipolos no permanentes.

� Dipolos inducidos: Los electrones se mueven produciendo un dipoloen la molécula debido a una fuerza exterior (otros dipolos).

Estas fuerzas están presentes en todo tipo de sustancia y su intensidad depende de la masa molar. Son las únicas fuerzas intermoleculares presentes en moléculas no polares

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Bibliografía1. QUIMICA I, autores maynard kong M 2003.

2. QUIMICA GENERARL, material de la UTP

3. INGENIERIA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES, calliester, 2007

Enlace de videos a revisarhttp://www.youtube.com/watch?v=ABmfdpiw8n4http://www.youtube.com/watch?v=gZvzdPdKwLI&feature=results_main&playnext=1&list=PL5221B2DE7C241B7C

Enlace Bibliographic:

http://books.google.com.pe/books?id=tKVBM9JsiD8C&printsec=frontcover&dq=Enlace+quimico&hl=es&ei=_PiUTpGBG6ry0gH2yLGTCA&sa=X&oi=book_result&ct=book-thumbnail&resnum=1&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.es/books?id=Chw7tP3s7Z8C&pg=PA252&lpg=PA252&dq=enlace+quimico+aplicado&source=bl&ots=PNQzesFOCQ&sig=TgF_rXUeUuvJYPcUqxMKgvW67MU&hl=es&sa=X&ei=QGovULf9GpSQ8wTOgYG4CA&ved=0CDQQ6AEwAA#v=onepage&q=enlace%20quimico%20aplicado&f=false