EL ENLACE QUÍMICO

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ENLACE QUÍMICO

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ENLACE QUÍMICO

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

Tipos de enlace

• Iónico

• Metálico

• Covalente

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

........

Enlace iónico entre Cl y Na: formación del ión Cl-

y Na+

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

Ejemplo: Formación del N2

b) Enlace triple: Compartición de tres paresde electrones

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)

Ejemplos:

N2

O2

Cl2

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

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