Enlaces Qumicos

M en C Rafael Govea VillaseorUAM-ICINVESTAV

Versin 2.0

C19H12

5

Qu es un Enlace Qumico?

Es la unin que mantiene atados a los tomos en las molculas o en otras especies qumicas

Qu fuerzas actan en un Enlace?

Fundamentalmente son variantes de la fuerza elctrica

Cmo sabes, la fuerza elctrica es una fuerza de repulsin o atraccin entre cuerpos cargados de electricidad

++

-

Cargas del mismo tipo = Repulsin

Cargas de tipo opuesto = atraccin

Cules tipos de Enlaces existen?

Enlace inico

Enlace covalente

Enlace Metlico

Enlace Puente de Hidrgeno

Enlace Dipolo-dipolo

Fuerzas de Van der Waals

otros

Cmo clasificamos los Enlaces?

Por su fuerza:Fuertes: Inico, covalente, metlico...

Dbiles: De hidrgeno, Van der Waals, dipolo-dipolo...

Por su polaridad:Enlaces polares: inico, covalente polar, de hidrgeno...

Enlaces no polares: covalente no polar, metlico

Por las entidades unidas:Enlaces intramoleculares (tomos de la misma molcula)

Enlaces intermoleculares (entre molculas)

Tipos de slidos y enlace qumico

El tipo de enlace qumico presente determina al slido que se conforma de redes de iones, de molculas sueltas unidas por enlaces intermoleculares dbiles...

De redes de tomos unidos por pares de electrones o slidos hechos de iones metlicos en una nube de electrones deslocalizados.

Qu parte del tomo participa en el Enlace Qumico?

Los electrones de la ltima capa, los cuales se ganan, pierden, comparten o cambian su disposicin espacial.

Los electrones de valencia son los electrones de unin # de enlaces

Cmo sabemos cuntos enlaces tiene un tomo?

Escribiendo la configuracin electrnica

3Li =1s2 2s1 valencia 1

6C = 1s2 2s2 2p2valencia 4

8O = 1s2 2s2 2p4valencia 2 = 8-6

56Ba = [Xe]6s2valencia 2

35Br = [Ar] 4s2 3d10 4p5valencia 1 = 8-7

Regla del Octeto, de GN Lewis

Los tomos ganarn, perdern o compartirn electrones para poseer 8 e- en su ltima capa, excepto la uno (con 2 e-)

3Li =1s2 2s1 valencia 1

6C = 1s2 2s2 2p2valencia 4

8O = 1s2 2s2 2p4valencia 2 = 8-6

56Ba = [Xe]6s2valencia 2

35Br = [Ar] 4s2 3d10 4p5valencia 1 = 8-7

Simbologa de Lewis (e- de valencia)

Como slo los e- de la ltima capa son relevantes para formar enlaces, Lewis los represent con puntos alrededor del smbolo.

3Li = [He] 2s1

6C = [He] 2s2 2p2

8O = [He] 2s2 2p4

4Be = [He] 2s2

9F = [He] 2s2 2p5

1H = 1s1

2He = 1s2

5B = [He] 2s2 2p1

7N = [He] 2s2 2p3

Escribe la estructura de Lewis de stos elementos. Envalos al Blog.

Simbologa de Lewis y Tabla Peridica

Los elementos de c/grupo poseen el mismo nmero de en su ltima capa de all su semejanza en propiedades

1

2

2 1

2 1

3, 4, 5, 6, 7 u 8

Qu especies se unen por enlaces Inicos?

Los iones, stos fueron tomos o molculas que ganaron o perdieron electrones al reaccionar.

La transferencia de electrones genera iones positivos (cationes) y negativos (aniones).

Ejemplos de iones

Los cationes (cati- = ctodo, -on = partcula ) tienen carga positiva. Por esto se mueven hacia el ctodo (electrodo negativo)

Los aniones (ani- = nodo) tienen carga negativa. Por esto se mueven hacia el nodo (electrodo positivo)

Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, NH4+, H3O+

F-, Cl-, NO3-, MnO4-, OH-, S2-, CO32-, SO42-, PO43-, N3-

Qu es un Enlace Inico?

Es la unin qumica basada en la fuerza de atraccin entre iones de carga elctrica opuesta

La fuerza de atraccin elctrica = (q+) (q-)/d2 As cunto ms pequeo es un in, mayor es la fuerza del enlace.

In sodioNa+

In cloruroCl-

Con cuntos iones se enlaza un in?

Con muchos, por ejemplo en un cristal de NaCl, cada cloruro se enlaza con 6 Na+

anin cloruroCl-

catin sodioNa+

Qu propiedades tienen las sustancias inicas?

Tienen alto punto de fusin (300 a 1000C)Son slidos duros (resisten el rayado)Son slidos frgiles (se rompen al golpe)Como slidos son aislantes y fundidos o disueltos conducen la electricidad

Cristal de NaCl, halita

Noten la forma cbica del cristal de Na+Cl-

Cmo se disuelven las sustancias inicas?

Las molculas de agua se acercan a los iones con su polo opuesto envolvindolos y arrancndolos del cristal

Qu especies se unen por enlaces Covalentes?

Los tomos

La comparticin de parejas de electrones atradas por sendos ncleos une a los tomos

http://www.coasttocoastam.com/photo/view/molecule_anatomy_imaged_for_first_time/40743

Imagen al microscopio de fuerza atmica

Modelo del pentaceno C22H14

Cules se comparten en un enlace covalente?

Los electrones de valencia (los del ltimo nivel)

Los 2 tomos de hidrgeno tienen 1 , si lo comparten, ambos tendrn llena su 1a capa y sern ms estables. Lo que se representa con un guin:

H-H

Los enlaces covalentes son pares de

Los 2 tomos de O tienen 6 , si comparten 2, ambos tendrn llena la ltima capa con 8 y sern ms estables como molcula diatmica. En el CO2, el C tiene 4 , si presta 2 a c/Oxgeno, entonces los O tendrn 8 e- igual que el carbono. Noten 2 enlaces entre O=O, C=O y 3 entre NN

Qu propiedades tienen las sustancias moleculares covalentes?

Tienen bajo punto de fusin y de ebullicin Son slidos, lquidos o gasesNo conducen la electricidadTienen solubilidad variable en agua

Qu propiedades tienen los cristales covalentes?

Son slidos cristalinosTienen puntos de fusin altosNo conducen la electricidadSon insolubles en agua

grafito

diamante

Cules clases de enlaces covalentes hay?

Covalente Polar, cuando los tomos perteneciendo a diferentes elementos con distinta electronegatividad forman polos de cargas parciales opuestas

Covalente No Polar, cuando los tomos pertenecen al mismo elemento (misma electronegatividad)

tomo abusivo

Ingenuo tomo dejado

tomos compartidos

-

+

Enlace covalente Polar

Los 2 del enlace ocupan un orbital molecular que es ms grande alrededor del tomo electronegativo. De all que haya una carga parcial negativa del lado del F y una + en el H.

Enlace covalente Polar, reglas

A mayor momento dipolar cmo es la longitud del enlace?

Hay otro tipo de enlace covalente?

Si, pero slo por su origen, el enlace covalente dativo consiste en un par de dado por un tomo a compartir en el orbital vaco de otro tomo.

Una vez formado, el enlace covalente dativo, es equivalente a cualquier enlace covalente.

Par de cedido para formar el enlace

Qu es el enlace metlico?

Es un enlace intermolecular que mantiene unidas a las molculas monoatmicas de los metales. Los electrones externos se deslocalizan formando una nube de e- mviles que mantiene unidos a los ines metlicos

De all que los metales brillen, sean maleables,

buenos conductores de electricidad y calor

Otra visin del enlace metlico

Los orbitales atmicos de los metales se traslapan en un gigantesco orbital molecular. Los externos ocupan una banda de conduccin que permite su movimiento

De all que los metales brillen, sean maleables y buenos conductores de electricidad y calor

Qu tipo de enlaces unen a los tomos? Tringulo de van Arkel

Promedio de la electronegatividad

E. inico

E. covalente

E. metlico

1

2

3

4

Structure, Bonding & Material Type http ://www.meta-synthesis.com/webbook/38_binary/binary.php

0

1

2

3

Electro-negatividad

% inico

% covalente

92

75

50

25

0

8

25

50

75

100

Qu tipo de enlaces unen a los tomos?

Structure, Bonding & Material Type http ://www.meta-synthesis.com/webbook/38_binary/binary.php

Depende de la y el promedio de electronegatividad entre los tomos

Cs

F2

El ms metlico

El ms covalente

El ms inico

Hibridaciones y forma de las molculas del agua

La configuracin del 8O 1s2 2s2 2p4 permite explicar la forma de la molcula del agua y sus extraordinarias propiedades.

Los 4 en orbitales p se acomodan as:

8O 1s 2s 2px 2py 2pz

Cuando le damos energa el O se activa y los 4 orbitales de la capa 2 se mezclan formando 4 orbitales equivalentes sp3. dos con 1 slo y 2 un par de

Hibridaciones y forma de las molculas del agua

As se forma una molcula con los dos enlaces O-H a 120

Enlace Puente de Hidrgeno

Cuando un hidrgeno est unido covalentemente a un tomo muy electronegativo como el O, N y F aparece una atraccin elctrica dbil entre el H + y otro tomo electronegativo alineado y cercano.

El puente de hidrgeno se representa con una lnea punteada

Fuerzas de van der Waals

Las fuerzas de van der Waals son un enlace intermolecular dbil que resulta de la formacin transitoria de dipolos inducidos.

Las fuerzas son muy pequeas y slo actan a distancias muy cortas

Induccin de carga elctrica

La induccin de carga es un fenmeno estudiado por la electrosttica. Cuando un cuerpo cargado - se acerca a otro metlico neutro, los libres son repelidos formando un polo de electricidad opuesta que genera una dbil fuerza de atraccin.

Relevancia de van der waals

La atraccin entre dipolos efmeros e inducidos es muy importante para la formacin de agregados moleculares

No es lo fuerte sino lo tupido

Los cojinetes plantares del gecko tienen fibras microscpicas que se subdividen a dimensines nanoscpicas que permiten infinidad de interacciones cercanas con la superficie del vidrio. Las fuerzas de van der Waals as producidas hace que el gecko no caiga

M en C Rafael Govea Villaseor