EL ENLACE QUÍMICO
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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.
CONCEPTO DE ENLACE QUÍMICO
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
No metales Alta E.N
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
forma un anión).
3Li : 1s22s1
9F : 1s22s22p5
Ejemplo: Formación del LiF
transfiere un electrón
metal no metal
Enlace iónico
catiónanión
Li
F
........
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.
NaCl CaO
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
particular.
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
de enlace metálico conocido como modelo de la nube o
del mar de electrones
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+, Cu2+, Mg2+.
Modelo de la nube o del mar de electrones
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
De este modo todo el conjunto de los
iones positivos del metal queda
unido mediante la nube de
electrones con carga negativa que los
envuelve.
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.
• Pueden deformarse sin romperse
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
como el bronce , el acero, amalgamas.
Se caracteriza por la compartición de electrones de valencia
entre átomos.
Generalmente se da entre elementos no metálicos
Ejemplo: Formación del F2
no metal no metal compartición de electrones( enlace covalente)
ENLACE COVALENTE
Tipos de enlace covalente
• Enlace covalente
– Simple– Múltiple: doble o triple– Enlace covalente normal– Enlace covalente dativo o coordinado
• Polaridad del enlace:– Apolar– Polar
1. ENLACE COVALENTE SIMPLE
Este tipo de enlace se da cuando entre los átomos
enlazados se comparte un par de electrones.
Ejemplo: Formación del CH4
4 E.C.
SIMPLES
2.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 O2
3. ENLACE COVALENTE NORMAL
Este tipo de enlace se da cuando cada átomo aporta igualcantidad de electrones en la formación del enlace.
Ejemplo: Formación del CO2
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
electronegativo)
ENLACE COVALENTE COORDINADO (DATIVO)
Uno de los átomos aporta el par de electrones enlazantes.
Ejemplo: Formación del NH4+1
+1
ENLACE 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)
Ejemplo: Formación del HCl
ENLACE COVALENTE APOLAR
Es cuando los electrones enlazantes son compartidos en forma equitativa
por los átomos.
Se da entre átomos de idéntica electronegatividad (H2, Cl2, N2…).
Los electrones compartidos pertenencen por igual a los dos átomos.
Ejemplo: Formación del H2
ΔE.N = O compartición equitativa(enlace covalente apolar)
Enlace de átomos de azufre (S) y oxígeno (O)
Molécula de SO: enlace covalente doble
Molécula de SO2: enlace covalente
doble y un enlace covalente
coordinado o dativo
:S ═ O:˙ ˙˙ ˙
˙ ˙S ═ O:
˙ ˙:O ←˙ ˙
˙ ˙
Molécula de SO3: enlace covalente doble
y dos enlaces covalentes coordinado o
dativo
S ═ O:˙ ˙
:O ←˙ ˙
˙ ˙
↓
:O:˙ ˙
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
tetracloruro de carbono (CCl4) y el hexano (C6H14)
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
• Metal – Metal: ambos ceden electrones
Enlace químico
Puede ser
Iónico
Se produce entre
Iones de distinto tipo
Ejemplo
NaCl
Covalente
Se produce entre
Átomos que comparten electrones
Ejemplo
O2
Metálico
Se produce entre
Átomos de elementos metálicos
Ejemplo
Fe
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
tipo de ENLACE que existe entre sus partículas.
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
Un material tiene ciertas propiedades fundamentales como la rigidez,
elasticidad, resistencia mecánica y tenacidad, y propiedades de superficie
como el comportamiento a la fricción, al desgaste, a la oxidación o a la
corrosión, que los hacen adecuados para una determinada aplicación.
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).
Materiales metálicos, poliméricos, cerámicos
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
En los materiales naturales los
enlaces pueden ser del tipo iónico o
covalente. En los materiales
poliméricos predominan los enlaces
del tipo covalente y se forman
moléculas. En los materiales
cerámicos los enlaces son del tipo
iónico.
Enlaces y Tipos de Materiales
Los materiales metálicos y aleaciones
Son sustancias inorgánicas compuestas de uno o mas elementos
metálicos.
Enlace metálico.
Los elementos metálicos tienen muy pocos electrones en su orbita
externa y los pierden con facilidad (esto quiere decir que son
muy electropositivos), esa es la diferencia fundamental con los
elementos no metálicos.
Los materiales metálicos y aleaciones
Enlaces y Tipos de Materiales
El tipo de enlace atómico es metálico, en el cual los átomos que se
enlazan generan una nube de electrones en la periferia, que tienen
mucha movilidad y son los responsables por las propiedades
físicas de los metales, en especial su conductividad térmica y eléctrica,
también por sus propiedades mecánicas, como la deformación
plástica que experimentan antes de romperse (ductilidad y
maleabilidad), y por sus propiedades químicas, en especial su
facilidad para formar aleaciones.
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
covalente.
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)
Adecuada estabilidad química y térmica
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.
La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida
diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones
variadas
Tipos de polímeros
a) POLÍMEROS NATURALES: Provenientes directamente del reino vegetal oanimal.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.
Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, poliuretano, etc
Los polímeros pueden ser de tres tipos:
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 normalmentecompuesto 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.
Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando lugar a aplicaciones hasta entonces imposibles(como los neumáticos de automóvil).
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.
Los más usados son: el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el poliestireno (PS), el
polimetilmetacrilato (PMMA), el policloruro de vinilo (PVC), el politereftalato de etileno (PET),
el teflón (o politetrafluoretileno, PTFE) y el nylon (un tipo de poliamida).
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).
Los termoestables que se presentan en resina, se puede reforzar en forma relativamente fácil
con fibras, como las de fibras de vidrio, por ejemplo, formando así, los plásticos reforzados