Unid 02-1 Enlace Quimico

Teorías del Enlace Químico

1

44--11

Teorías del Enlace QuímicoTeorías del Enlace Químico

44--22

ContenidosContenidos

Electronegatividad y EnlaceElectronegatividad y Enlace

Enlace CovalenteEnlace Covalente

Unión IónicaUnión Iónica

Fórmulas de LewisFórmulas de Lewis

Geometría MolecularGeometría Molecular

Polaridad de Enlace y MolecularPolaridad de Enlace y Molecular

Longitud y Energías de EnlaceLongitud y Energías de Enlace

Estados de OxidaciónEstados de Oxidación

Fuerzas IntermolecularesFuerzas Intermoleculares


2

44--33

ENLACE QUÍMICO I . ENLACE QUÍMICO I .

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

11.. ¿¿ CuándoCuándo sese formaforma enlaceenlace ??

22.. ¿¿ EntreEntre quéqué elementoselementos ??

33.. ¿¿ EnEn quéqué proporciónproporción sese combinancombinan ??

44.. ¿¿ QuéQué formaforma tienentienen laslas moléculasmoléculas ??

44--44

ENLACE QUÍMICOENLACE QUÍMICO

PrincipiosPrincipios::

1. 1. La formación de enlaces permite a un conjunto de La formación de enlaces permite a un conjunto de

átomos átomos disminuir su Energía Potencial.disminuir su Energía Potencial.

2.2. Hay ciertas configuraciones de electrones que Hay ciertas configuraciones de electrones que

permiten a los átomos disminuir su Energía Potencial.permiten a los átomos disminuir su Energía Potencial.

–– ReglaRegla deldel “Dueto”“Dueto” (H)(H)

–– ReglaRegla deldel “Cuarteto”“Cuarteto” (Be)(Be)

–– ReglaRegla deldel “sexteto”“sexteto” (B(B yy Al)Al)

–– ReglaRegla deldel “Octeto”“Octeto” (C,(C, N,N, O,O, F,F, Si,Si, Cl)Cl)

–– OtrasOtras (S,(S, P)P)


3

44--55

ENLACE I . ENLACE I .

LOS TRES MODELOS EXTREMOSLOS TRES MODELOS EXTREMOS

EnlaceEnlace IónicoIónico

EnlaceEnlace CovalenteCovalente

EnlaceEnlace MetálicoMetálico

44--66

ENLACE II. ENLACE II.

Enlace IónicoEnlace Iónico

SeSe dada entreentre átomosátomos concon grangran diferenciadiferencia enen

sussus tendenciastendencias aa ganarganar oo perderperder

electroneselectrones..

UnUn átomoátomo pierdepierde su(s)su(s) electrón(es)electrón(es) dede

valencia,valencia, mientrasmientras elel otrootro átomoátomo loslos ganagana..


4

44--77

ENLACE III. ENLACE III.

Enlace CovalenteEnlace Covalente

SeSe dada entreentre átomosátomos concon pequeñapequeña

diferenciadiferencia enen sussus tendenciastendencias aa ganarganar oo

perderperder electroneselectrones..

SeSe produceproduce comparticióncompartición dede electroneselectrones..

44--88

ENLACE IV. ENLACE IV.

Enlace MetálicoEnlace Metálico

ÁtomosÁtomos queque tiendentienden aa perderperder electroneselectrones

concon facilidad,facilidad, formanforman unun “fondo“fondo común”común”

dede electroneselectrones..


5

44--99A. Unión iónica B. unión covalente C. unión metálica

Na Cle-

Cl-Na+

Muchos

átomos

Muchos

iones

Cl Br

Cl Br

Muchos

átomosNa

Mar de e-

Muchos

átomos

Los Tres Modelos de EnlaceLos Tres Modelos de Enlace

44--1010

FÓRMULAS DE LEWIS IFÓRMULAS DE LEWIS I

SistemaSistema abreviadoabreviado dede representarrepresentar aa loslos electroneselectrones

queque formanforman enlaceenlace yy elel ordenamientoordenamiento dede átomosátomos enen

unauna moléculamolécula..

ElEl símbolosímbolo dede unun elementoelemento representarepresenta alal núcleonúcleo másmás

loslos electroneselectrones internosinternos..

LosLos electroneselectrones externosexternos sese representanrepresentan porpor puntospuntos

alrededoralrededor deldel símbolosímbolo deldel elementoelemento..


6

44--1111

FÓRMULAS DE LEWIS II FÓRMULAS DE LEWIS II

ParaPara loslos ElementosElementos RepresentativosRepresentativos::

11.. EscribaEscriba elel númeronúmero dede electroneselectrones dede valenciavalencia:: (del(del

últimoúltimo dígitodígito deldel númeronúmero deldel grupo)grupo)..

22.. ArregleArregle estosestos electroneselectrones unouno aa unouno enen loslos cuatrocuatro

ladoslados deldel símbolosímbolo deldel elementoelemento.. NoNo importaimporta porpor

dóndedónde comiencecomience..

33.. PareeParee loslos electroneselectrones solitarios,solitarios, hastahasta usarusar todostodos

loslos electroneselectrones disponiblesdisponibles..

44--1212

C

8A(18)

ns2np6

7A(17)

ns2np5

6A(16)

ns2np4

3A(13)

ns2np1

4A(14)

ns2np2

5A(15)

ns2np3

Ar

Ne

Cl

F

N O

P

S

B

Al

Si

1A(1)

ns1

2A(2)

ns2

Mg

Li Be

Na3

2

Perí

od

o

Símbolos de LewisSímbolos de Lewis


7

44--1313

ENLACE IÓNICO IENLACE IÓNICO I

SeSe dada entreentre átomosátomos concon grangran diferenciadiferencia enen

sussus tendenciastendencias aa ganarganar oo perderperder

electroneselectrones..

UnUn átomoátomo pierdepierde su(s)su(s) electrón(es)electrón(es) dede

valencia,valencia, mientrasmientras elel otrootro átomoátomo loslos ganagana..

44--1414

1s 2s 2p 1s 2s 2p

Li+

+ F-

Li+

1s2 ( ó [ He ] ) + F-[ He ] 2s22p6 ( ó [ Ne ] )

Li+

+ F-.··

··:

B. Li

1s 2s 2p 1s 2s 2p

+ F

+ F [ He ] 2s22p5A. Li [ He ] 2 s1

C. Li + F.

··

··:.

ENLACE IÓNICO IIENLACE IÓNICO II


8

44--1515

Átomo de cloro Cl)

Ión cloruro (Cl-)

Átomo de sodio

(Na)

Ión sodio (Na+)

B. Ordenamiento de

Na+ y Cl- en un

cristal

A. Transferencia

de electrones

Gana electrones

Pierde electrones10e-

16 e- Cl- Na+

C. Cristal de cloruro

de sodio

ENLACE IÓNICO IIIENLACE IÓNICO III

44--1616

ENLACE IÓNICO IVENLACE IÓNICO IV

SeSe hanhan formadoformado partículaspartículas concon cargacarga eléctricaeléctrica (Na(Na++ yy

ClCl--))..

EstosEstos ionesiones formanforman unauna redred tridimensionaltridimensional ordenadaordenada

yy alternadaalternada dede cargascargas dede signosigno opuesto,opuesto, cuyacuya

cohesióncohesión sese mantienemantiene mediantemediante fuerzasfuerzas dede CoulombCoulomb..

NoNo hayhay “moléculas”“moléculas” dede NaCl,NaCl, sinosino unun conjuntoconjunto infinitoinfinito

dede ionesiones NaNa++ yy ClCl--..


9

44--1717

ENLACE COVALENTEENLACE COVALENTE

ÁtomosÁtomos deldel centrocentro dede lala tablatabla periódicaperiódica tienentienen

tendenciatendencia aa compartircompartir electrones,electrones, parapara alcanzaralcanzar

configuraciónconfiguración estableestable

TambiénTambién sese formaforma enen aquellosaquellos casoscasos dondedonde elel

aporteaporte conjuntoconjunto dede electroneselectrones aa unun enlaceenlace generagenera

estructurasestructuras electrónicaselectrónicas establesestables..

44--1818

Tarea:Tarea:

•• Dibuje lasDibuje las estructuras de Lewisestructuras de Lewis para los para los

ejemplos que siguen:ejemplos que siguen:

•• Método 1:Método 1: (no sistemático) por inspección(no sistemático) por inspección

Ejemplo 1:Ejemplo 1: HH22 Ejemplo 3:Ejemplo 3: HH22OO

Ejemplo 2:Ejemplo 2: ClCl2 2 Ejemplo 4:Ejemplo 4: PP44


10

44--1919

La electronegatividad es la

capacidad de un átomo que está

enlazado, para atraer los

electrones del enlace.

ELECTRONEGATIVIDAD IELECTRONEGATIVIDAD I

44--2020

ELECTRONEGATIVIDAD IIELECTRONEGATIVIDAD II

LinusLinus PaulingPauling:: SiSi parapara romperromper unun enlaceenlace HH--HH sese

requiererequiere 432432 kJ/molkJ/mol yy parapara romperromper unun enlaceenlace FF--FF

sese requiererequiere 154154 kJ/mol,kJ/mol, entoncesentonces parapara romperromper unun

enlaceenlace HH--FF debedebe serser::

)mol/KJ( 5,2952

154432

EnEn realidad,realidad, sese gastagasta 565565 KJ/molKJ/mol parapara romperromper unun

enlaceenlace HFHF.. HayHay unauna diferenciadiferencia dede 269269,,55 KJ/molKJ/mol..


11

44--2121

SiSi FF atraeatrae aa lala parejapareja dede electroneselectrones concon mayormayor fuerzafuerza

queque H,H, (F(F másmás electronegativoelectronegativo queque H),H), loslos electroneselectrones

pasanpasan másmás tiempotiempo cercacerca dede F,F, luegoluego::

FFdd-- HHdd++

LaLa atracciónatracción entreentre estasestas “pseudo”“pseudo” cargascargas eléctricaseléctricas

requiererequiere dede mayormayor energíaenergía parapara romperromper elel enlaceenlace..

Enlace Covalente Polar

ELECTRONEGATIVIDAD IIIELECTRONEGATIVIDAD III

44--2222

Escala de ElectronegatividadesEscala de Electronegatividades

•• Energías de Energías de enlace “extra”:enlace “extra”:

–– H H -- F F 270 270 ((kJkJ/mol/mol))

–– H H -- Cl Cl 90 90 ((kJkJ/mol/mol))

–– H H -- Br 50 Br 50 ((kJkJ/mol/mol))

–– H H -- I 4 I 4 ((kJkJ/mol/mol))

•• ElectronegatividadElectronegatividad

F > Cl > Br > IF > Cl > Br > I


12

44--2323

ELECTRONEGATIVIDAD IVELECTRONEGATIVIDAD IV

Cuanto más Cuanto más

pequeño es un pequeño es un

átomo, su núcleo átomo, su núcleo

está más cercano está más cercano

al par compartido. al par compartido.

Átomos pequeños Átomos pequeños

son más son más

electronegativos.electronegativos.ElectronegatividadElectronegatividad

ENLACE QUÍMICO Y ENLACE QUÍMICO Y

ELECTRONEGATIVIDAD ELECTRONEGATIVIDAD

LaLa diferenciadiferencia enen electronegatividadelectronegatividad entreentre loslos

átomosátomos dede unun enlaceenlace determinadetermina quéqué átomoátomo adquiereadquiere

lala mayormayor parteparte dede lala densidaddensidad electrónicaelectrónica deldel

enlace,enlace, yy porpor lolo tantotanto determinadetermina elel caráctercarácter iónicoiónico

deldel enlaceenlace..


13

44--2525

Principalmente Principalmente IónicoIónicoPrincipalmente Principalmente IónicoIónico

Covalente Covalente

PolarPolar

Covalente Covalente

PolarPolar

Principalmente Principalmente CovalenteCovalentePrincipalmente Principalmente CovalenteCovalente

2,0 D EN

3,3

0

+ - ENLACE QUÍMICO Y

ELECTRONEGATIVIDAD

ENLACE QUÍMICO Y

ELECTRONEGATIVIDAD

D E N Carácter Iónico

>1,8 iónico

0,4-1,8 Covalente polar

<0,4 Covalente

0 Covalente apolar

SISTEMATIZACIÓN DE SISTEMATIZACIÓN DE

ESTRUCTURAS DE LEWIS ESTRUCTURAS DE LEWIS

1.1. En moléculas ABEn moléculas ABnn , el átomo con menor número , el átomo con menor número

de grupo, es el átomo central (el de menor E. N.)de grupo, es el átomo central (el de menor E. N.)

BBClCl33 , H, H22OO , , NNHH33 , , CCClCl44 , , PPClCl33 , , BeBeFF22

2.2. Determina el número total de electrones de Determina el número total de electrones de

valenciavalencia

BClBCl33 , H, H22O , NHO , NH3 3 , CCl, CCl44 , PCl, PCl33 , BeF, BeF22

24 8 8 32 26 1624 8 8 32 26 16


14

44--2727



3.3. Dibuja un enlace desde el átomo central hasta Dibuja un enlace desde el átomo central hasta

cada átomo de la periferia.cada átomo de la periferia.

44.. RestaResta dosdos electroneselectrones porpor cadacada enlaceenlace..

BB

HH

HH

NN

HH

H H O O HH

ClClClCl

ClCl

24 24 -- 6 = 186 = 18

8 8 -- 4 = 44 = 4

8 8 -- 6 = 26 = 2

44--2828



5.5. Distribuye los electrones restantes en parejas. Trata Distribuye los electrones restantes en parejas. Trata

de dar un octeto, a los átomos más electronegativos de dar un octeto, a los átomos más electronegativos

primero.primero.

HH

HH• • • • NN HH

H H O O HH• •• •

• •• •

ClClClCl

ClCl

BB

• •• •


15

44--2929



Observación:

Las estructuras de Lewis no indican forma

HH

HH

NN

HH HH

HH• • • • NN HH

es equivalente aes equivalente a

44--3030

Enlace Covalente Múltiple Enlace Covalente Múltiple

6.6. En aquellos casos donde el átomo central aún no En aquellos casos donde el átomo central aún no

tenga un octeto, desplaza una pareja de electrones tenga un octeto, desplaza una pareja de electrones

desde los átomos periféricos, para formar un enlace desde los átomos periféricos, para formar un enlace

extra. (Excepciones: Be, B, P, S)extra. (Excepciones: Be, B, P, S)

O O C C OO• •• •

• •• •

• •• •

• •• •NNNN

NN22

10e10e--

COCO22

16e16e--

CC22HH44

(incompleta)(incompleta) (completar)(completar)


16

44--3131

Enlace Covalente DativoEnlace Covalente Dativo

SeSe formaforma entreentre unauna moléculamolécula deficientedeficiente enen

electrones,electrones, comocomo BFBF33,, yy unauna moléculamolécula concon unun parespares

dede electroneselectrones nono compartidoscompartidos comocomo NHNH33

BBFF

FF

FF

NN HH

HH

HH

• •• •++ BBFF

FF

FF

NN HH

HH

HH

44--3232

Enlace Covalente DativoEnlace Covalente Dativo

OOHH

HHOO

HH

HHBeBe

ClCl

ClCl

LosLos electroneselectrones queque participanparticipan enen elel enlaceenlace

sonson aportadosaportados sólosólo porpor unauna moléculamolécula..


17

44--3333

GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULAR

Teoría de la Repulsión de Pares Electrónicos de

Valencia:

Los grupos de electrones de valencia alrededor de

un átomo central, se alejan lo más que pueden

unos de otros, para minimizar repulsiones.

44--3434


“Grupos de electrones”“Grupos de electrones”

un par por enlace (enlace simple)un par por enlace (enlace simple)

dos pares por enlace (enlace doble)dos pares por enlace (enlace doble)

tres pares por enlace (enlace triple)tres pares por enlace (enlace triple)

par no enlazantepar no enlazante

electrón solitarioelectrón solitario


18

120º

180º

Lineal

109,5º

90º

90º

90º

90º

OctaédricaTetraédrica Bipirámide

trigonal

Plana

triangular


A =

X =

-

Ejemplos: CS2 , HCN, BeF2

Lineal

AX2

Lineal

Clase Forma

180°

DOS GRUPOS DOS GRUPOS

DE DE

ELECTRONESELECTRONES


19

TRES GRUPOS DE ELECTRONES

A =

E =

X =

Plana triangular

120°

Ejemplos: SO3 , BF3 , NO3-, CO3

2-

Ejemplos: SO2 , O3 , PbCl2 , SnBr2

AX2E

Clase Forma

AX3

Plana

triangular

Inclinación

(forma V)

CUATRO GRUPOS DE ELECTRONES

A =

E =

X =

109.5°

TetraédricaTetraédrica

Pirámide

trigonalAX3E

AX4

AX2E2

Clase Forma

Ejemplos: CH4 , SiCl4 , SO42- , ClO4

-

Ejemplos: NH3 , PF3 , ClO3 , H3O+

Ejemplos: H2O , OF2 , SCl2

Inclinación

(forma V)


20

44--3939

GEOMETRÍA MOLECULAR. ReglasGEOMETRÍA MOLECULAR. Reglas

1.1. Moléculas o iones Moléculas o iones AXAX22 ((XX igual o igual o

diferente de diferente de AA))

–– si si AA no tieneno tiene electrones no enlazantes, electrones no enlazantes,

geometría linealgeometría lineal

–– si si AA tienetiene una o más parejas no una o más parejas no

compartidas, compartidas, geometría angulargeometría angular

44--4040

GEOMETRÍA MOLECULAR. ReglasGEOMETRÍA MOLECULAR. Reglas

2. 2. Moléc. o iones Moléc. o iones AXAX3 3 ((XX igual o diferente de igual o diferente de AA))

–– si si AA carececarece de parejas de electrones, estructura de parejas de electrones, estructura

triangular (plana trigonal)triangular (plana trigonal)

–– si si A A tienetiene un par de electrones no compartidos, un par de electrones no compartidos,

estructuraestructura piramidalpiramidal

3. 3. Moléc. o iones Moléc. o iones AXAX44 ((AA igual o diferente deigual o diferente de XX))

–– si si AA carececarece de parejas de electrones no de parejas de electrones no

enlazantes, estructuraenlazantes, estructura tetraédricatetraédrica


21

44--4141

POLARIDAD MOLECULARPOLARIDAD MOLECULAR

EnEn unauna moléculamolécula simple,simple, comocomo HF,HF, lala polaridadpolaridad

deldel enlaceenlace causacausa polaridadpolaridad dede lala moléculamolécula..

EnEn moléculasmoléculas concon másmás dede dosdos átomos,átomos, lala

polaridadpolaridad molecularmolecular dependedepende dede lala polaridadpolaridad dede

todostodos loslos enlacesenlaces,, yy dede lala formaforma molecularmolecular..

HHHHHHHH

OOOO• •• •

• •• •

• •• •

• •• • OO CC OO

44--4242D

B

A

d

d-

d-

d

d

d

C

d

d-

Polaridad Polaridad

de la de la

molécula molécula

de aguade agua


22

44--4343

PROPIEDADES DEL ENLACE PROPIEDADES DEL ENLACE

COVALENTECOVALENTE

OrdenOrden dede EnlaceEnlace::

NúmeroNúmero dede parespares dede electroneselectrones compartidoscompartidos

entreentre dosdos átomosátomos enlazaadosenlazaados

EnergíaEnergía dede EnlaceEnlace::

CantidadCantidad dede energíaenergía requeridarequerida parapara romperromper unun

enlaceenlace

LongitudLongitud dede EnlaceEnlace::

DistanciaDistancia entreentre dosdos núcleosnúcleos enlazadosenlazados

44--4444

LasLas propiedadespropiedades dependendependen deldel balancebalance entreentre

atraccionesatracciones núcleonúcleo--electrónelectrón yy repulsionesrepulsiones

núcleonúcleo--núcleonúcleo yy electrónelectrón--electrónelectrón

PROPIEDADES DEL ENLACE PROPIEDADES DEL ENLACE

COVALENTECOVALENTE

A mayor ordenorden dede enlace,enlace, menor

longitudlongitud dede enlaceenlace y mayor energíaenergía dede

enlaceenlace


23

44--4545

ESTADOS DE OXIDACIÓNESTADOS DE OXIDACIÓN

Número de Oxidación:

Sistema contable que determina

qué átomos pierden o ganan carga

electrónica en un enlace

44--4646

1.1. Al elemento más electronegativo en un enlace se Al elemento más electronegativo en un enlace se

le asignan todos los electrones compartidos. Al le asignan todos los electrones compartidos. Al

elemento menos electronegativo no se asigna elemento menos electronegativo no se asigna

electroneselectrones

2.2. A cada átomo en el enlace se asignan todos los A cada átomo en el enlace se asignan todos los

electrones no compartidoselectrones no compartidos

3.3. El número de oxidación (Nox) esEl número de oxidación (Nox) es

Nox = Nox = electrones de valencia electrones de valencia -- (electrones (electrones

compartidos + electrones no compartidos)compartidos + electrones no compartidos)

ESTADOS DE OXIDACIÓN. AsignaciónESTADOS DE OXIDACIÓN. Asignación


24

44--4747

Tarea:Tarea:

Asignar los estados de oxidación enAsignar los estados de oxidación en

Ejemplo 1:Ejemplo 1: BFBF33

Ejemplo 2:Ejemplo 2: NHNH33

Ejemplo 3:Ejemplo 3: CClCCl4 4

Comparación de las Energías Asociadas con las Fuerzas de

Enlace Intramolecular

Fuerza

Base de

AtracciónModeloEnergía

(kJ/mol) Ejemplo

+ - +

+ - +

- + -Iónico Catión-anión 400-4000 NaCl

++ ++CovalenteNúcleo-par

enlazante150-1100 H-H

++ ++ ++

++ ++ ++

++ ++ ++

Metálico

Cationes-

electrones

deslocalizados

75-1000 Fe


25

Comparación de las Energías Asociadas con las Fuerzas de

Enlace Intermolecular

+

Fuerza Modelo

Bases de

Atracción

Energía

(kJ/mol) Ejemplo

Ion-dipolo

Dipolo-

dipolo

Carga iónica-

carga dipolo

Cargas

dipolos

40-600

5-25

Na+···OH2

I-Cl····I-Cl

44--5050

Interacción IonInteracción Ion--dipolodipolo


26

44--5151

A.

El agua destilada no

conduce corriente

B.

Iones positivos y

negativos fijos en un

sólido no conducen

corriente

C.

En solución, los iones

positivos y negativos

conducen corriente

Hacia el

electrodo (+)

Hacia el

electrodo (-)

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