Unidad 2 - [DePa] Departamento de Programas...
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Unidad 2Interacciones Químicas
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
O O O
O
OO
O
O
OO
O
O
N N
N N
NN
O
O
O
O
O
O
O
O
O
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O O
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O
O
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O
Química Inorgánica I
Sigfrido Escalante Tovarago-2009
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Créditos y referencias
El material que sigue está conformado por trabajo original y material
tomado de las varias fuentes, entre ellas:
• “Principles of Inorganic Chemistry”, J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter,Harper-Collins, NY, 1993.
• “Principles of Descriptive Inorganic Chemistry”, G. Wulfsberg,
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• “Principles of Descriptive Inorganic Chemistry”, G. Wulfsberg, University Science Books, Mill Valley, 1991.
• Material preparado por la Dra. Laura Gasque Silva (Facultad de Química, UNAM)
• También se presenta material tomado de varios sitios accesibles por Internet. En la medida de lo posible se menciona la dirección URL donde se puede consultar el material.
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Los diferentestipos de
compuestos
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compuestos
Triángulo de Van Arkel-Ketelaar
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Compuestos covalentes
¿Qué propiedades presentan?
¿ Qué modelos existen para explicar sus
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¿ Qué modelos existen para explicar sus propiedades?
- Regla del octeto de Lewis- Teoría de Repulsión de Pares Electrónicos
de la Capa de Valencia (TRPECV ó VESPR)- Teoría de enlace valencia- Teoría de orbitales moleculares.
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TRPECVTeoría de Repulsión de Pares Electrónicos de la
Capa de Valencia
Repulsión entre pares:
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Par solitario : par solitario
>
par solitario : par compartido
>
par compartido : par compartido
Ver: http://www2.uah.es/edejesus/interactivos/indice_VSEPR.htm
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El enlace metálico
• El mar de electrones
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Electrones deslocalizados
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TOM y el modelo de bandashttp://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/chm729/band/concept.htm
2 átomos
10 átomos
Ver:
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2 átomos
N átomos
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Teoría de bandas … cont.
• Diagrama de bandas, nivel de Fermi.
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Teoría de bandas … cont.
• Germanio• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c8
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Teoría de bandas … cont.
• Silicio
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Resumiendo
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Aleaciones metálicas
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La relación ideal
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Estable Estable Inestable(0.414)
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• En química son tan importantes las interacciones llamadas fuertes como las débiles.
• Se consideran interacciones fuertes a las que se presentan en el enlace iónico, el
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que se presentan en el enlace iónico, el covalente o el metálico.
• Pero existen otras de menor energía, generalmente intermoleculares, que son de gran importancia.
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Fuerzas intramoleculares:
Se presentan dentro de una misma molécula.
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Fuerzas intermoleculares:
Se presentan entre las moléculas vecinas.
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Ion-dipolo• No solamente las
moléculas tipo HCl
son polares,
veamos otras.
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Por ejemplo: el agua
HHO
δ+ δ+
δ−
µµµµ
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Ion-dipolo cont …
- -
++
la interacción entre un ion y un dipolo puede
representarse por el siguiente diagrama.
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- -+
+
r
µµµµ = qr’ = momento dipolar
ion(+ ó -)
dipolo
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Energía de un ion-dipolo• La energía para
esta interacción está
dada por: - 1.00E- 037
0.00E+000
Ener
gía
pote
ncia
l (J
)
ion- dipolo
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EZ e
r=
± µ
π ε4 20
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
- 5.00E- 037
- 4.00E- 037
- 3.00E- 037
- 2.00E- 037
r (m)
Ener
gía
pote
ncia
l (J
)
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Tipo de interacción
Dependencia de la energía potencial con la distancia
Energía típica
(kJ mol-1)Comentarios
Ion-ion 1/r 250 Entre iones solamente
Ion –dipolo 1/r2 15Entre iones y
moléculas polares permanentes
Dipolo-dipolo 1/r3 2 Entre moléculas
polares estacionarias
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Ion-Dipolo inducido 1/r4 --- Entre iones y
moléculas no polares.
Dipolo-Dipolo
inducido1/r6 0.3
Entre moléculas polares y polares
rotantes.
Fuerzas de dispersión de London
1/r6 2 Entre todos los tipos de moléculas.
La energía de un enlace o puente de hidrógeno A---- H es del orden de 20 kJ mol-1 y se presenta cuando A = N, O ó F
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Puentes de hidrógenoen el agua
T. eb.= 100ºC
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(obs) (obs)
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Puentes de hidrógenoen ácido fluorhídrico
T. eb.= 19.9 ºC
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Puentes de hidrógenoen amoniaco
T. eb.= -33 ºC
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ResumiendoFacultad de Química
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OO
Ejemplo de interacciones ion-dipolo
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M+ X-
O
OOO
O
O
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Las interacciones ion-dipolo no solamente involucran a los primeros vecinos
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1a esfera de hidratación 2a esfera de hidratación
Hidratación de cationes
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Hidratación de ionesFacultad de Química
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Puentes de hidrógeno en H2OFacultad de Química
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La estructura del agua líquida
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El agua sólida
El hielo hexagonal
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Facultad de Química
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87.3
27.1
2740
15.8 16 20201818
3634343227 40
Masa atómica o molecular
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211
87.3
166
120
1730
2353
2676
2740
61018332013 1235
848181787770
204
131128130125123115
210209209195 222
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La importancia de las interacciones
• 1- Las interacciones intermoleculares son las responsables de una gran variedad de fenómenos químicos tales como:
• - el estado de agregación
• - la solubilidad
O O O
O
OO
O
O
OO
N N
N N
O
O
O
O
O
O
O
O
O O
O
O
O
O
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• - el punto de fusión
• - el punto de ebullición
• - la tensión superficial
•
• A veces en un mismo sistema están presentes más de un tipo de estas interacciones las cuales actúan simultáneamente.
O
O
O
NN
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
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Las interacciones intermoleculares, aunque son más débiles que las covalentes o las iónicas, determinan
muchas propiedades como la solubilidad, los puntos de fusión y de ebullición así como las estructuras terciarias
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fusión y de ebullición así como las estructuras terciarias de muchas biomoléculas como las proteínas y los ácidos
nucleicos.
Por lo anterior son de enorme importancia.
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El ADN (Ácido DesoxirriboNucleico)
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Puentes de hidrógeno en biomoléculas
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Puentes de hidrógeno en biomoléculas
Puentes de Hintramoleculares
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Las hélices alfa en las proteínas
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Ion-dipolo (ejercicio)Señala en la figura a dos especies que participen en una interacción del tipo:
a) ion-dipolo.
Se presentan entre
ClH
Cl
H
O O O
O
OO
O
NN
NN
O
O
O
O
O
O
O O
O
O O
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Se presentan entre especies cargadas eléctricamente con especies polares, es decir, aquellas con enlaces polares cuyas geometrías den por resultado un momento dipolar diferente de cero.
O
O
OO
O
O
N
N
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
![Page 52: Unidad 2 - [DePa] Departamento de Programas Audiovisualesdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad2Interacciones... · 2012. 5. 10. · Unidad 2 Interacciones Químicas Facultad de](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081411/60a74e895d5c0a448f067452/html5/thumbnails/52.jpg)
N
N
O
H H
Señala a las moléculas que sean polares
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C
H
HHH OH
Calificación:
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N
N
O
H H
Señala a las moléculas que sean NO polares
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C
H
HHH OH
Calificación:
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Un mundo de interaccionesLas interacciones químicas, tanto las fuertes como las débiles, están presentes simultáneamente en los matraces de reacción de los laboratorios, en las estructuras geológicas, en el cielo y el mar, así como en los sistemas vivos.
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Los diferentestipos de
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tipos decompuestos
Triángulo de
Van Arkel-Ketelaar