Lic. Raúl Hernández M. Enlace Químico Contenidos Concepto y clasificación 1 Regla del octeto 2...

Lic. Raúl Hernández M.Enlace Químico

Contenidos

Concepto y clasificación1

Regla del octeto2

Enlace iónico3

Enlace Covalente4

Químicawww.raulher.wordpress.com 2

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Enlaces y Moléculas

1Cuando los átomos entran en interacción mutua, de modo que se completan sus niveles energéticos exteriores, se forman partículas nuevas más grandes.

2Estas partículas constituidas por dos o más átomos se conocen como moléculas y las fuerzas que las mantienen unidas se conocen como enlaces.


Tipos de Enlace

Hay dos tipos principales de enlaces: iónico y covalente.

Los enlaces iónicos se forman por la atracción mutua de partículas de carga eléctrica opuesta; esas partículas, formadas cuando un electrón salta de un átomo a otro, se conocen como iones

Para muchos átomos, la manera más simple de completar el nivel energético exterior consiste en ganar o bien perder uno o dos electrones.


Formación de un Cristal


Covalente

comparte e-

Covalente polar

transferencia parcial de e-

Iónico

transferencia e-

Aumento en la diferencia de electronegatividad

0 ─── ≤ 0.4 ─── < 1.7 ── > Iónico Cov. No-polar Cov. polar

Clasificación de enlaces


Enlace Iónico


EnlaceIónico

Un enlace iónico es la fuerza de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta.

Ioneslibres

Estos enlaces pueden ser bastante fuertes pero muchas sustancias iónicas se separan fácilmente en agua, produciendo iones libres.

9

El sodio le transfiere un electrón al cloro por lo que éste queda con carga negativa.

www.raulher.wordpress.com Química10

Iones

Los metales pierden sus electrones de valencia para formar cationes:

Esta perdida de electrones se llama oxidación.

Na . Na+ + e- sodioMg: Mg2+ + 2 e- magnesio

: Al . Al 3+ + 3 e- aluminio


Formación de Aniones

Los no metales ganan electrones y adquieren la configuración de gas noble:

Este proceso se llama reducción.

: Cl . + e- : Cl : -

: O : + 2e- : O : 2- oxido

:N . + 3e- : N : 3- nitruro

. ::

. ::

..

::

::


Ejemplo de enlace iónico


Importancia de los iones

Muchos iones constituyen un porcentaje ínfimo del peso vivo, pero desempeñan papeles centrales.

El ion potasio (K+) es el principal ion con carga positiva en la mayoría de los organismos, y en su presencia puede ocurrir la mayoría de los procesos biológicos esenciales.

Cl– (anión)

K+ (catión)


Impulso Nervioso

Los iones calcio (Ca2+), potasio (K+) y sodio (Na+) están implicados todos en la producción y propagación del impulso nervioso.


Na+

K+

Impulso nervioso

15

En el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa.

Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial (unos -70 milivoltios) entre el exterior de la membrana y el interior celular.


Bomba de sodio/potasio

Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na+/K+)


La bomba de Na+/K+ gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio.

Gasto de ATP


http://iris.cnice.mecd.es/biosfera/alumno/1bachillerato/animal/glosario.htm

Función del calcio

Además, el Ca2+ es necesario para la contracción de los músculos y para el mantenimiento de un latido cardíaco normal.


19

Molécula de clorofila

El ion magnesio (Mg+2) forma parte de la molécula de clorofila, la cual atrapa la energía radiante del Sol en algunas algas y en las plantas verdes.


20

Enlace Covalente

Los enlaces covalentes están formados por pares de electrones compartidos.

Un átomo puede completar su nivel de energía exterior compartiendo electrones con otro átomo.

En los enlaces covalentes, el par de electrones compartidos forma un orbital nuevo (llamado orbital molecular) que envuelve a los núcleos de ambos átomos.


21


22

En un enlace de este tipo, cada electrón pasa parte de su tiempo alrededor de un

núcleo y el resto alrededor del otro.

Así, al compartir los electrones, ambos completan su nivel de energía exterior y

neutralizan la carga nuclear.

Regla del octeto

Esta regla es muy útil en casos que involucran átomos como C, N, O, y

F.

F: F: :....

..

..

A principios del siglo XX, el científico Lewis, observando la poca reactividad de los gases nobles (estructura de 8 electrones en su último nivel), sugirió que los átomos al enlazarse “tienden” a adquirir una distribución de electrones de valencia igual a la

del gas noble más próximo

A principios del siglo XX, el científico Lewis, observando la poca reactividad de los gases nobles (estructura de 8 electrones en su último nivel), sugirió que los átomos al enlazarse “tienden” a adquirir una distribución de electrones de valencia igual a la

del gas noble más próximo


23

http://www.visionlearning.com/library/x_linker.php?moid=2078

ejemplo

C ....

F:....

.

Al combinar un carbono (4 electrones de valencia) y

cuatro átomos de fluor (7 electrones de valencia)

Al combinar un carbono (4 electrones de valencia) y

cuatro átomos de fluor (7 electrones de valencia)

la estructura de Lewis para CF4 queda así:la estructura de Lewis para CF4 queda así:

: F:....C

: F:....

: F:....: F:

..

..

Se cumple la regla del octeto para el carbono y fluor.Se cumple la regla del octeto para el carbono y fluor.


24

ejemplo

Es una práctica común representar un enlace

covalente por una linea. Así, se puede escribir:

Es una práctica común representar un enlace

covalente por una linea. Así, se puede escribir:

: F :..

..C

: F :..

..

: F :..

..: F :..

..

..

CF

F

F

F

..

..

..

..: :

: :

: :

..

comocomo


25

Ejemplos inorgánicos

C: : :O..

:O..

: : C :O..

O..

:

: : :N:C:H :NCH

Dióxido de carbonoDióxido de carbono

Cianuro de hidrógenoCianuro de hidrógeno


26

Ejemplos orgánicos

EtilenoEtileno

AcetilenoAcetileno: : :C:C:H H CCH H

C: :C..

H : :..

H

HH

C C

H H

HH


27

Electronegatividad

La electronegatividad es una medida de la

habilidad de un elemento de atraer electrones

cuando esta enlazado a otro elemento.

La electronegatividad es una medida de la

habilidad de un elemento de atraer electrones

cuando esta enlazado a otro elemento.

Un elemento electronegativo atrae electrones.

Un elemento electropositivo libera electrones.


28

Escala de electronegatividad

1.0

Na

0.9

Li Be B C N O F

1.5

Mg

1.2

2.0

Al

1.5

2.5

Si

1.8

3.0

P

2.1

3.5

S

2.5

4.0

Cl

3.0

La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica.

La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica.

La electronegatividad disminuye al bajar en un grupo.

La electronegatividad disminuye al bajar en un grupo.


29

Generalización

Entre más grande sea la diferencia de Electronegatividad entre dos átomos

enlazados;más polar es el enlace.

Enlaces no-polares conectan dos

átomos de la misma electronegatividad

Enlaces no-polares conectan dos

átomos de la misma electronegatividad

H—H :N N:F:....F:

..

..


30

Generalización

Entre más grande la diferencia en electronegatividadentre dos átomos; más polar es el enlace.

Los enlaces polares conectan átomos

de diferente electronegatividad

Los enlaces polares conectan átomos

de diferente electronegatividad

:O C+d-dF:

..

..H+d -d

O....H

+d -d

H+d O:.. ..-d


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NaCl

Na Cl

: :

··

··

Determinación del % de Carácter iónico

Electronegatividad Cl 3.0

Electronegatividad Na 0.9

Diferencia 2.1

% de carácter iónico

Según la tabla periódica 67%

Porcentaje de carácter iónico


32

Determinación del % de Carácter iónico

Electronegatividad F 4.0

Electronegatividad Mg 1.2

Diferencia 2.8


Según la tabla periódica 86%

22( )Mg F : :

··

··

MgF2


33

Determinación del % de Carácter covalente

Electronegatividad Cl 3.5

Electronegatividad H 2.1

Diferencia 1.4


Según la tabla periódica 39

Carácter covalente = 100 – 39% = 61%

H Cl

H Clx

Enlace covalente polar

Porcentaje de carácter covalente


34

Determinación del % de Carácter covalente



Diferencia 0


Según la tabla periódica 0

Carácter covalente = 100 – 0% = 100%

Enlace covalente puro o no polar

H Hx

H H


35

Enlace covalente dativo


Estructuras de Lewis

En 1916 G. N. Lewis propuso que los átomosse combinan para generar una configuración

electrónica más estable.La máxima estabilidad resulta cuando un

átomoes isoelectrónico con un gas noble.

Un par electrónico que es compartido entre

dos átomos constituye un enlace covalente.


37


COMPUESTOS IÓNICOS1. Son sólidos con punto de fusión

altos (por lo general, > 400ºC)2. Muchos son solubles en

disolventes polares, como el agua..

3. La mayoría es insoluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14.

4. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones)

5. Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones).

COMPUESTOS COVALENTES1. Son gases, líquidos o sólidos

con punto de fusión bajos (por lo general, < 300ºC)

2. Muchos de ellos son insolubles en disolventes polares.

3. La mayoría es soluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14.

4. Los compuestos líquidos o fundidos no conducen la electricidad.

5. Las soluciones acuosas suelen ser malas conductoras de la electricidad porque no contienen partículas con carga.

38

Contenidos

Estructuras de Lewis1

Excepciones a regla del octeto2

Fuerzas dipolo-dipolo3

Fuerzas de dispersion4


Puente de hidrógeno5

N H

H

HN H

H

H x x

x

Amoníaco


40


41

C OOC OO xx

xx

Enlace covalente doble

Enlace covalente doble

Dióxido de Carbono


42


43

N NN Nxxxxx

Enlace covalente triple

Enlace covalente triple

Nitrógeno


44

COH OH

O

COH OH

O

x x

x x

xx

xx

x x

x x

x x

x x

Ácido Carbónico


45

CO-

O-

O

COH O-

O

COH O-

O

Na+

x CO-

O-

O

x Na+

Na+

x

Bicarbonato y Carbonato


46

S

O-

O-

OH OH+2

S

O-

O-

OH OH+2

x x

x x

xx

xx

xx

xx

x x

Ácido Sulfúrico


47

Excepciones a Regla del Octeto

Text

número par de e-

Molécula con menos de

8e-

molécula conmás de 8e-

Regla del Octeto

Excepciones a la


48

Número Impar de Electrones

En la mayor parte de las moléculas, el número de electrones es par y es posible el apareamiento de los spines de los electrones.

No obstante, algunas moléculas como NO contiene 5 + 6 electrones de valencia: es imposible el apareamiento completo de estos electrones y no se puede tener un octeto alrededor de cada uno de los átomos.


49

B FF

F

Menos de ocho electrones

Una segunda excepción se presenta cuando hay menos de ocho electrones alrededor de un átomo de una molécula o de un ion.

Esta es una situación relativamente rara y se encuentra con mayor frecuencia en compuestos de boro y berilio.


50


51

La tercera y más grande clase de excepciones consiste en las moléculas en que hay más de ocho electrones en la capa de valencia de un átomo. Como ejemplo, consideremos el PCl5

PCl

ClCl

ClCl


52

Fuerzas intermoleculares


Fue

rzas

in

term

olec

ular

es Las fuerzas intermoleculares son fuerzas electromagnéticas las cuales actúan entre moléculas o entre regiones ampliamente distantes de una macromolécula.

53

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula

http://es.wikipedia.org/wiki/Macromol%C3%A9cula

Company Logowww.themegallery.com

Clasificación

Fuerzas IntermolecularesFuerzas Intermoleculares

Fuerzas electromagnéticas

Dipolo-dipolo

Dispersión P.hidrógeno

54

Dipolo-Dipolo

Son las fuerzas que ocurren entre dos moléculas con dipolos permanentes.

Estas funcionan de forma similar a las interacciones iónicas, pero son más débiles debido a que poseen solamente cargas parciales. Un ejemplo de esto puede ser visto en el ácido clorhídrico:


(+)(-) (+)(-) H-Cl----H-Cl (-)(+)

(-)(+) Cl-H----Cl-H

55

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_clorh%C3%ADdrico

Fuerzas de Dispersión o London

Son pequeñas y transitorias fuerzas de atracción entre moléculas no polares.

Son más intensas en las moléculas no polares más grandes que en las pequeñas.

Son de mayor magnitud en el Br2, que en el I2, que en el F2.


Puente de hidrógeno

Es un tipo de atracción dipolar particularmente fuerte, en el cual un átomo de hidrógeno hace de puente entre dos átomos electronegativos, sujetando a uno con un enlace covalente y al otro con fuerzas puramente electrostáticas.


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