EL ENLACE QUIMICO

La estabilidad de los átomosLa estabilidad de los átomos

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m CARACTERÍSTICAS GENERALES

Es infrecuente encontrar a los átomo solos Es infrecuente encontrar a los átomo solos (gases nobles). Es porque...(gases nobles). Es porque...

SON MÁS ESTABLES UNIDOS A OTROS SON MÁS ESTABLES UNIDOS A OTROS ÁTOMOSÁTOMOS (Estado de mínima energía).(Estado de mínima energía).

Los átomos al unirse forman:Los átomos al unirse forman: Moléculas: agrupaciones que poseen Moléculas: agrupaciones que poseen

siempre la misma proporción de átomos. siempre la misma proporción de átomos. Pequeñas y macromoléculas.Pequeñas y macromoléculas.

Cristal: nº indefinido de átomos.Cristal: nº indefinido de átomos.

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m ENLACE Y ESTABILIDAD

Cuando al acercar Cuando al acercar dos átomos hay una dos átomos hay una distancia entre ellos distancia entre ellos para la que la para la que la energía del sistema energía del sistema es mínima: es mínima: hay hay enlace.enlace.

Si a medida que se Si a medida que se acercan la energía acercan la energía siempre aumenta no siempre aumenta no habrá enlace.habrá enlace.

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TEORÍAS PRIMITIVAS SOBRE EL ENLACE QUÍMICO.

Kossel y Lewis, tras el descubrimiento del electrón: los Kossel y Lewis, tras el descubrimiento del electrón: los enlaces se explican según los elementos ganen o enlaces se explican según los elementos ganen o pierdan o compartan los electrones de su última capa pierdan o compartan los electrones de su última capa para alcanzar el octeto.para alcanzar el octeto.

Es de fácil comprensión pero muy incompleta.Es de fácil comprensión pero muy incompleta.

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m TEORÍAS MODERNAS DEL EQ

TEORÍA DEL ENLACE DE VALENCIATEORÍA DEL ENLACE DE VALENCIA:: Apareamiento de los espines electrónicos.Apareamiento de los espines electrónicos. Máximo solapamiento de orbitales atómicos.Máximo solapamiento de orbitales atómicos.

TEORÍA DEL ORBITAL MOLECULARTEORÍA DEL ORBITAL MOLECULAR:: Considera a la molécula como un conjunto.Considera a la molécula como un conjunto. Situa a los electrones en orbitales Situa a los electrones en orbitales

molecularesmoleculares

ENLACE IONICOCuando los electrones se ganan y se Cuando los electrones se ganan y se

cedenceden

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mCONDICIÓN PARA EL ENLACE IONICO

Deben tener electronegatividades muy Deben tener electronegatividades muy diferentes.diferentes.

Hay una cesión de electrones completa.Hay una cesión de electrones completa. Se produce:Se produce:

A – n e - → An + y B + m e - → B m - p a r a d a r

AAmmBB

nn

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SE REQUIERE...

Gran diferencia de electronegatividadGran diferencia de electronegatividad De lo contrario no habría cesión total.De lo contrario no habría cesión total. Habría compartición: covalente.Habría compartición: covalente.

Carga pequeña de los ionesCarga pequeña de los iones:: La EI para obtener NaLa EI para obtener Na2+2+ y Cl y Cl2-2- es muy elevada. No se es muy elevada. No se

compensaría con la atracción de los iones.compensaría con la atracción de los iones.

Catión grande y anión pequeñoCatión grande y anión pequeño, así los electrones están , así los electrones están más polarizados en el anión.más polarizados en el anión.

KFKF : la fórmula sólo indica la proporción de los iones.

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mTEORÍA DE LEWIS DEL ENLACE IONICO

Gilbert Newton Lewis (1875-1946)Gilbert Newton Lewis (1875-1946) El enlace químico es el proceso en el que los El enlace químico es el proceso en el que los

átomos ganan, ceden o comparten electrones átomos ganan, ceden o comparten electrones de las capas externas hasta conseguir la de las capas externas hasta conseguir la configuración de octeto.configuración de octeto.

Diagramas de LewisDiagramas de Lewis.. En el iónico:En el iónico:

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ENERGÍA RETICULAR

Es la energía necesaria para separar Es la energía necesaria para separar totalmente los iones que forman una red hasta totalmente los iones que forman una red hasta una distancia infinita (hasta que no hay una distancia infinita (hasta que no hay interacción electrostática)interacción electrostática)

También: energía liberada cuando los También: energía liberada cuando los ionesiones se se ordenan para formar el cristal.ordenan para formar el cristal.

Un compuesto es tanto más estable cuanto Un compuesto es tanto más estable cuanto mayor sea U:mayor sea U:

U Kq q

d o

= ⋅⋅1 2

UNIDADES:

kJ o Kcal por cada mol

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m REDES IONICAS

Es la estructura en cuanto a la disposición de Es la estructura en cuanto a la disposición de iones que presenta un cristal iónico.iones que presenta un cristal iónico.

Celda unidad: unidad geométrica que se Celda unidad: unidad geométrica que se repite.repite.

Indice de coordinación: es el número de iones Indice de coordinación: es el número de iones de un signo que rodea a otro de signo de un signo que rodea a otro de signo contrario y que se sitúan a una distancia contrario y que se sitúan a una distancia mínima.mínima.

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mEJMPLOS DE REDES

Red cúbica centrada Red cúbica centrada en el cuerpoen el cuerpo. CsCl. . CsCl. Ic=8.Ic=8.

Red cúbica centrada Red cúbica centrada en las carasen las caras. Ic = 6. . Ic = 6. NaCl.NaCl.

Red tetraédricaRed tetraédrica: Ic=4. : Ic=4. ZnSZnS

Red de la fluoritaRed de la fluorita. . Cada CaCada Ca2+2+ con 8 F con 8 F--. . Cada FCada F- - con 4 iones con 4 iones CaCa2+2+ . .

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mPRINCIPIOS BÁSICOS DE ORDENACIÓN DE REDES

El número de cargas positivas tiene que ser El número de cargas positivas tiene que ser igual al número de cargas negativas.igual al número de cargas negativas.

Los iones de un signo que rodean a uno del Los iones de un signo que rodean a uno del otro signo se disponen no sea mínima. Por otro signo se disponen no sea mínima. Por ejemplo, si Ic=4 la disposición será ejemplo, si Ic=4 la disposición será tetraédrica.tetraédrica.

Los iones se disponen de la forma más Los iones se disponen de la forma más compacta posible.compacta posible.

La relación entre el tamaño de iones positivos La relación entre el tamaño de iones positivos y negativos determina Ic.y negativos determina Ic.

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m EL CICLO DE BORN-HABER

Es un planteamiento teórico en el que se Es un planteamiento teórico en el que se ponen de manifiesto todas las energías ponen de manifiesto todas las energías implicadas en la formación de un cristal iónico.implicadas en la formación de un cristal iónico.

Se utiliza para calcular:Se utiliza para calcular: La energía reticular (U)La energía reticular (U) o o La energía de formación del cristalLa energía de formación del cristal

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mCICLO DE BORN-HABER (2)

Na (s) + Es Na (s) + Es →→ Na ; Es: energía de sublimación. Na ; Es: energía de sublimación. ClCl2 (g)2 (g) + Ed + Ed →→ 2 Cl 2 Cl(g)(g) ; Ed: energía de disociación. (1/2) ; Ed: energía de disociación. (1/2)

NaNa(g)(g) + EI + EI →→ Na Na++(g)(g) + 1 electrón ; EI: E. de ionización. + 1 electrón ; EI: E. de ionización.

ClCl(g)(g) + 1 e + 1 e →→ Cl Cl-- (g)(g) + AE ; AE: Afinidad Electrónica + AE ; AE: Afinidad Electrónica

ClCl-- (g)(g) + Na + Na++ (g)(g) →→ NaCl NaCl(s)(s) + Er ; Er: Energía reticular. + Er ; Er: Energía reticular.

Ef (Q, desprendida)

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mBALANCE Ciclo Born-Haber

Es, Ed y EI son energías absorbidas (positivas)Es, Ed y EI son energías absorbidas (positivas) AE y Er son energías emitidas. (negativas)AE y Er son energías emitidas. (negativas) Sólo se tiene en cuenta la mitad de Ed.Sólo se tiene en cuenta la mitad de Ed. Ef: tiene que ser energía emitida, pues de lo Ef: tiene que ser energía emitida, pues de lo

contrario no se formaría el enlace.contrario no se formaría el enlace.

Ef Q Es Ed EI AE Er( )− = + ⋅ + + +1

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mCaracterísticas de los compuestos iónicos

A temperatura ambiente son A temperatura ambiente son sólidos cristalinos. Fuerzas sólidos cristalinos. Fuerzas electrostáticas intensas.electrostáticas intensas.

En estado sólido no conducen la En estado sólido no conducen la electricidad. (iones fijos en el electricidad. (iones fijos en el cristal).cristal).

En estado fundido sí conducen la En estado fundido sí conducen la electricidad.electricidad.

Disolución.Disolución.

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Características de los compuestos iónicos (2)

Son duros.Son duros. Son poco flexibles.Son poco flexibles. Son frágiles: por Son frágiles: por

movimiento se movimiento se sitúan iones de la sitúan iones de la misma carga misma carga enfrentados.enfrentados.

Puntos de fusión Puntos de fusión elevados.elevados.

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PORCENTAJE IÓNICO- COVALENTE

Según Pauling, cuando la diferencia de Según Pauling, cuando la diferencia de electronegatividades es de 1,7, el enlace electronegatividades es de 1,7, el enlace tiene aproximadamente el 50 % de tiene aproximadamente el 50 % de caràcter iónico. Si la diferencia es mayor caràcter iónico. Si la diferencia es mayor el compuesto es fundamentalmente el compuesto es fundamentalmente iónico, y si es menor es básicamente iónico, y si es menor es básicamente covalente.covalente.

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m DIAGRAMAS DE LEWIS

Se trata de representar los electrones del Se trata de representar los electrones del último nivel o capa de valencia.último nivel o capa de valencia.

Se utilizan puntos, círculos, aspas,...Se utilizan puntos, círculos, aspas,... Así se diferencian los electrones aportados por Así se diferencian los electrones aportados por

un átomo y los aportados por otros.un átomo y los aportados por otros.