-enlace quimico i
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7/23/2019 -Enlace Quimico I
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Enlace qumico I:
conceptos bsicos
FACULTAD DE MEDICINA Y ENFERMERACARRERA DE MEDICINA
BIOQUMICA I
Los electrones de valencia son los electrones del nivel
exterior de un tomo. Los electrones de valencia sonlos electrones que participan en el enlace qumico.
1A 1ns1
2A 2ns2
3A 3ns2np1
4A 4ns2np2
5A 5ns2
np3
6A 6ns2np4
7A 7ns2np5
Grupo # de valencia e-e-configuracin
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Smbolos de puntos de Lewis
Li + F Li + F -
El enlace inico
1s22s1 1s22s22p5 1s2 1s22s22p6
[He] [Ne]
Li Li+ + e-
e- + F F -
F -Li+ + Li+ F -
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Energa reticular (E) aumentacomo Q aumenta y/o
como r disminuye.
cmpd Energa reticular
MgF2
MgO
LiF
LiCl
2957
3938
1036
853
Q= +2,-1
Q= +2,-2
r F< r Cl
Energa electrosttica (reticular)
E = kQ+Q-
r
Q+es la carga en el catin
Q-es la carga en el anin
r es la distancia entre los iones
Energa reticular(E) es la energa requerida para separarcompletamente un mol de un compuesto inico slido en susiones gaseosos.
Ciclo de Born-Haber para determinar energas reticulares
Hglobal= H1+ H2+ H3+ H4+ H5o ooooo
global
comprende la formacin de un compuesto
ionico desde la reaccin de un metal(normalmente un elemento del grupo 1 o2) con un no metal (como gases
halgenos, oxgeno u otros). Los ciclos de
BornHaber se usan principalmente comomedio para calcular la energa reticular,
que no puede ser determinadaexperimentalmente.
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Un enlace covalentees un enlace en el que dos o mselectrones son compartidos por dos tomos.
Por qu dos tomos deben compartir electrones?
F F+
7e- 7e-
F F
8e- 8e-
F F
F F
Estructura de Lewis del F2
pares librespares libres
pares librespares libres
enlace covalente sencillo
enlace covalente sencillo
8e-
H HO+ + OH H O HHor
2e- 2e-
Estructura de Lewis del agua
Doble enlace: dos tomos comparten dos pares de electrones
enlace covalente sencillo
O C O o O C O
8e- 8e-8e-enlace doble
enlace doble
Triple enlace: dos tomos comparten tres pares de electrones
N N
8e-8e-
N N
enlace tripleenlace triple
o
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Tipo de
enlace
Longitudde enlace
(pm)
C-C 154
C=C 133
CC 120
C-N 143
C=N 138
CN 116
Longitud de enlace covalente
Longitudes de enlace
Triple enlace < Doble enlace < Enlace sencillo
Comparacin de compuestos covalentes y inicos
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H F FH
Enlace covalente polaro enlace polares un enlacecovalente con mayor densidad del electrn alrededor
de uno de los dos tomos.
regin rica
del electrnregin pobre
del electrn e-ricae-pobre
+ -
Electronegatividad es la capacidad de un tomo para
atraer hacia s los electrones de un enlace qumico.
Afinidad electrnica medible, Cl es ms alta
Electronegatividad relativa, F es ms alta
X (g)+ e- X-(g)
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Electronegatividad de los elementos comunes
Aumento de electronegatividad
Covalente
comparte e-
Covalente polar
transferencia parcial
de e-
Inicotransferencia e-
Aumento en la diferencia de electronegatividad
Clasificacin de enlaces por diferencia en electronegatividad
Diferencia Tipo de enlace
0 Covalente
2 Inico
0 < y
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Clasifique los enlaces siguientes como inico, covalente
polar, o covalente: El enlace en CsCl2; el enlace
en H2S y los enlaces en H2NNH2.
Cs 0,7 Cl 3,0 3,0 0,7 = 2.3 Inico
H 2,1 S 2,5 2,5 2,1 = 0,4 Covalente polar
N 3,0 N 3,0 3,0 3,0 = 0 Covalente
1. Escriba la estructura fundamental del compuesto
mostrando qu tomos estn unidos entre s. Ponga el
elemento menos electronegativo en el centro.
2. Cuente el nmero total de electrones de valencia.
Agregue 1 para cada carga negativa. Reste 1 para cada
carga positiva.
3. Complete un octeto para todos los tomos exceptoelhidrgeno.
4. Si la estructura contiene demasiados electrones, forme
enlaces dobles y triples en el tomo central como
necesite.
Escritura de las estructuras de Lewis
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Escriba la estructura de Lewis del trifluoruro de nitrgeno
(NF3).
Paso 1 N es menos electronegativo que F, ponga N en el centro
F N F
F
Paso 2 Cuente los electrones de valencia N - 5 (2s22p3) y
F - 7 (2s22p5)5 + (3 x 7) = 26 electrones de valencia
Paso 3 Dibuje enlace sencillo entre los tomos N y F y complete
los octetos en los tomos N y F.
Paso 4 - Verifique, son # de e-en la estructura igual al nmero de e-
de valencia?3 enlaces sencillos (3x2) + 10 pares libres (10x2) = 26 electrones
de valencia
Escriba la estructura de Lewis del ion carbonato (CO32-).
Paso 1 C es menos electronegativo que O, ponga C en el centro
O C O
O
Paso 2 Cuente los electrones de valencia C - 4 (2s22p2) y
O - 6 (2s22p4) -2 carga 2e-
4 + (3 x 6) + 2 = 24 electrones de valencia
Paso 3 Dibuje enlace sencillo entre los tomos C y O y complete
los octetos en los tomos C y O.
Paso 4 - Verifique, son # de e-en la estructura igual al nmero de e-
de valencia?
3 enlaces sencillos (3x2) + 10 pares libres (10x2) = 26 electrones de
valenciaPaso 5 - Demasiados electrones, forme el enlace doble y reverifique #
de e-2 enlace sencillos (2x2)
= 4 1 enlace doble = 4
8 pares libres (8x2) = 16
Total = 24
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Dos posibles estructuras fundamentales del formaldehdo
(CH2O)
H C O H H C OH
La carga formalde un tomo es la diferencia entre el nmero deelectrones de valencia en un tomo aislado y el nmero de electrones
asignados a ese tomo en una estructura de Lewis.
carga formal en
un tomo enuna estructura
de Lewis
=1
2
nmero total de
electrones deenlace( )
nmero total de
electrones devalencia en el
tomo libre
-nmero total de
electrones noenlazados
-
La suma de las cargas formales de los tomos en una
molcula o ion debe igualar la carga en la molcula o ion.
H C O H
C 4 e-
O 6 e
-
2H 2x1 e-
12 e-
2 enlace sencillo (2x2) =
4 1 enlace doble = 42 pares libres (2x2) = 4
Total = 12
carga formal
en C= 4 - 2- x 6 = -1
carga formal
en O= 6 - 2- x 6 = +1
carga formal
en un tomo
en una
estructura de
Lewis
=1
2
nmero total
de electrones
de enlace( )nmero total
de electrones
de valencia en
el tomo libre
-nmero total
de electrones
no enlazados-
-1 +1
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C 4 e-
O 6 e-
2H 2x1 e-12 e-
2 enlace sencillo (2x2) =
4 1 enlace doble = 4
2 pares libres (2x2) = 4Total = 12
HC O
H
carga formal
en C= 4 - 0- x 8 = 0
carga formalen O
= 6 - 4- x 4 = 0
carga formal
en un tomo
en una
estructura de
Lewis
=1
2
nmero total
de electrones
de enlace( )nmero total
de electrones
de valencia en
el tomo libre
-nmero total
de electrones
no enlazados-
0 0
Carga formal y estructura de Lewis
1. Para las molculas neutras, una estructura de Lewis en que no haycargas formales es preferible a una en que las cargas formalesestn presentes.
2. La estructura de Lewis con cargas formales grandes es menosprobable que aqullas con cargas formales pequeas.
3. Entre las estructuras de Lewis que tienen distribuciones similares decargas formales, la estructura ms probable es la que las cargasformales negativas se ponen en los tomos ms electronegativos.
Cul es la estructura de Lewis ms probable para CH2O?
H C O H
-1 +1 HC O
H
0 0
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Una estructura de resonanciaes una de dos o msestructuras de Lewis para una sola molcula que no se puede
representar exactamente con una sola estructura de Lewis.
O O O+ -
OOO+-
O C O
O
- -O C O
O
-
-
OCO
O
-
-
Cules son las estructuras de resonancia
del ion carbonato (CO32-)?
Excepciones a la regla del octeto
El octeto incompleto
H HBeBe 2e-
2H 2x1e-
4e-
BeH2
BF3
B 3e-
3F 3x7e-
24e-
F B F
F
3 enlace sencillo (3x2) =
6 9 pares libres (9x2) = 18Total = 24
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Excepciones a la regla del octeto
Molculas con electrn impar
N 5e-O 6e-
11e-
NO N O
El octeto expandido (tomo central con nmero cuntico principal n > 2)
SF6S 6e
-
6F 42e-
48e-S
F
F
F
FF
F
6 enlace sencillo (6x2) = 1218 pares libres (18x2) = 36
Total = 48
El cambio de la entalpa requerido para romper un enlace particular en un
mol de molculas gaseosas es la energa de enlace.
H2 (g) H (g)+ H (g) H0= 436.4 kJ
Cl2 (g) Cl (g)+ Cl (g)H0= 242.7 kJ
HCl(g) H (g)+ Cl (g) H0= 431.9 kJ
O2 (g) O (g)+ O (g) H0= 498.7 kJ O O
N2 (g) N (g)+ N (g) H0= 941.4 kJ N N
Energa de enlace
Energas de enlace
Enlace sencillo < Doble enlace < Triple enlace
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Energa de enlace promedio en molculas poliatmicas
H2O(g) H (g)+ OH (g)H0= 502 kJ
OH(g) H (g)+ O (g) H0= 427 kJ
energa de enlace promedio OH =502 + 427
2= 464 kJ
Energa de enlace (BE) y cambio en la entalpa de reaccin
H0= energa total proporcionada energa total liberad
= BE(reactivos) BE(productos)
Imagine que la reaccin procede rompiendo todos losenlaces en los reactivos y entonces se usan los tomos
gaseosos para formar todos los enlaces en los productos.
En
erga
En
erga
BE(reactivos)
BE(reactivos)
BE(productos)
BE(productos)
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Use la energa de enlaces para calcular el cambio de
entalpa para:
H0= BE(reactivos) BE(productos)
Tipo de
enlaces que
se rompen
Nmero de
enlaces que
se rompen
Energa de
enlace
(kJ/mol)
Cambio de
energa (kJ)
H H 1 436.4 436.4
F F 1 156.9 156.9Tipo de
enlaces
formados
Nmero de
enlaces
formados
Energa de
enlace
(kJ/mol)
Cambio de
energa(kJ)
H F 2 568.2 1136.4
H0= 436.4 + 156.9 2 x 568.2 = -543.1 kJ
H2 (g)+ F2 (g) 2HF (g)