QUIMICA GENERALTEMA: ENLACE QUMICO

RESPONSABLE: Ing. ELMO EONARDO

USUARIO

ENLACES QUIMICOSOBJETIVOS OPERACIONALES Comprender la naturaleza reactiva de los tomos para adquirir estabilidad a travs de la teora del octeto electrnico de Lewis.Dada una configuracin electrnica de un elemento representativo escribir su smbolo de Lewis.Predecir el tipo de enlace que se formar entre dos tomos de elementos representativo de acuerdo a la diferencia de sus electronegatividades.Dados los nmeros atmicos o configuraciones electrnicas de dos elementos representativos predecir una probable frmula emprica. Comprender algunas caractersticas de las sustancias inicas y covalentes.

Los enlaces qumicos son las fuerzas que mantienen unidos a los tomos en las molculas de los elementos (O2 y Cl2); de compuestos (CO2 y H2O) y de metales.

Los tomos se combinan con el fin de alcanzar una configuracin electrnica ms estable. La estabilidad mxima se produce cuando un tomo es isoelectrnico con un gas noble.

Solo los electrones externos de un tomo pueden ser atrados por otro tomo cercano. En la formacin de enlaces qumicos solo intervienen los electrones de valencia.CONCEPTO DE ENLACE

PROPIEDADES GENERALESSon fuerzas de naturaleza elctrica o electromagntica.Intervienen los electrones ms externos o de valencia. La electronegatividad influye en el comportamiento de los tomos. Los tomos conservan su identidad porque la estructura de sus ncleos no se alteran. Aunque genera sustancias con propiedades diferentes. Los tomos adquieren un estado energtico ms estable, debido a que disminuye su energa potencial.Se generan cambios energticos.

ENLACES QUMICOS RESUMEN FORMACIN DEL ENLACE

CLASIFICACIN

CARACTERSTICAS DE LOS COMPUESTOS INICOS Y COVALENTES

ENLACE INICO

ENLACE COVALENTE

ENLACE METLICO

ELECTRONEGATIVIDAD

SMBOLOS DE LEWIS

REGLA DEL OCTETO

COMPUESTOS INICOS1.Son slidos con punto de fusin altos (por lo general, > 400C)2.Muchos son solubles en disolventes polares, como el agua..3.La mayora es insoluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14.4. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partculas mviles con carga (iones)5.Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque contienen partculas mviles con carga (iones).COMPUESTOS COVALENTES1.Son gases, lquidos o slidos con punto de fusin bajos (por lo general, < 300C)2.Muchos de ellos son insolubles en disolventes polares.3.La mayora es soluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14.4. Los compuestos lquidos o fundidos no conducen la electricidad.Las soluciones acuosas suelen ser malas conductoras de la electricidad porque no contienen partculas con carga.

Por qu se unen los tomos?Los tomos, molculas e iones y se unen entre s porque al hacerlo se llega a una situacin de mnima energa, lo que equivale a decir de mxima estabilidad.

Son los electrones ms externos, los tambin llamados electrones de valencia los responsables de esta unin, al igual que de la estequiometra y geometra de las sustancias qumicas.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ENLACE QUMICO

1. Electrones de valencia2. Regla del octeto

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ENLACE QUMICO ELECTRONES DE VALENCIA Son los electrones que se encuentran ubicados en el ltimo nivel de energa de los elementos representativos, estos electrones son los que participan en los enlaces qumicos.

Ejemplo:11Na: [Ne] 3s 1 1 electrn de valencia DIAGRAMA DE LEWIS:Representacin esquemtica:

Smbolos de LewisLos smbolos de puntos o de electrn punto, llamados smbolos de Lewis son una forma til de mostrar los electrones de valencia de los tomos y de seguirles la pista durante la formacin de enlaces.

El smbolo de electrn punto para un elemento consiste en el smbolo qumico del elemento, mas un punto por cada, electrn de valencia.

Los smbolos de Lewis se usan principalmente para los elementos de los bloques s y p

Como halgeno que es el Br, tiene siete electrones en su ltima capa

XSmbolos de Lewis:Son una representacin grfica para comprender donde estn los electrones en un tomo, colocando los electrones de valencia como puntos alrededor del smbolo del elemento:vv

Molculas de H2 y O2Molcula de MgF2Diagramas de Lewis

Molculas de N2 y CO2

Estructuras de LewisLos enlaces covalentes pueden representarse a partir de los smbolos de Lewis de los elementos participantes:

Cada par de electrones de enlace se puede reemplazar por una lnea:

REGLA DE OCTETO, formulada por Lewis:

Un tomo diferente del hidrogeno tiende a formar enlaces, ganando, perdiendo o compartiendo electrones, hasta quedar rodeado por ocho electrones de valencia.

Un octeto significa tener cuatro pares de electrones de valencia dispuestos alrededor del tomo.La regla del octeto funciona principalmente para los elementos del segundo periodo de la tabla peridica. Estos elementos tienen subniveles 2s y 2p que pueden contener un total de ocho electrones.

REGLA DE OCTETO

REGLA DEL DUETOAs como los elementos electronegativos, cumplen la regla del octeto, para alcanzar la configuracin de un gas noble. El Hidrogeno, cumple la regla del dueto.La regla del dueto consiste en que el H2, al combinarse con otro elemento, ya sea en un enlace inico o un enlace covalente, lo hace para completar su orbital con 2 electrones.

En el enlace slo participan los electrones de valencia (los de la ltima capa).

Ej.: El enlace en la molcula de agua.

Los tomos pueden completar el octeto formando enlaces qumicos, mediante los siguientes mecanismos:

Transferencia de electrones:Ocurre en la formacin del enlace inico, los metales ms activos (IA; IIA) ceden electrones a los no metales (principalmente VIIA y oxgeno). Se forman iones de carga opuestas que se atraen electrostticamente.

Comparticin de electrones: Se produce en la formacin del enlace covalente, generalmente los tomos de elementos no metlicos comparten sus electrones del ltimo nivel de energa.

Formacin de Iones El Na cede 1 e- al Cl

EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETOLa regla del octeto falla en muchas situaciones en las que intervienen enlaces covalentes. Tales excepciones son de 3 tipos: Molculas con nmero impar de electrones Molculas en las que un tomo tiene menos de un octeto. Molculas en las que un tomo tiene ms de un octeto.

1. Octeto incompleto.- Se presenta cuando algunos elementos de los grupos IIA (Be) y IIIA (B, AI) forma enlace sin completar ocho electrones externos. Tambin se incluye al hidrgeno. 2.Octeto expandido.- Se produce en tomos que contienen ms de ocho electrones externos al constituir el enlace. 3.Molculas con nmero impar de electrones de valencia.- Como el monxido de nitrgeno (NO) que tiene 11 electrones de valencia; el Dixido de nitrgeno (NO2) que tiene 17 electrones de valencia.

Octeto expandido

Elementos del tercer perodo en adelanteNmero impar de electronesNO, NO2 , ClO2Menos de un octeto

EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO

Clasificacin de los enlaces qumicosInicoMetlicoCovalente

Segn el tipo de tomos que se unen:Metal No metal: uno cede y otro coge electrones (cationes y aniones)No metal No metal: ambos cogen electrones, comparten electronesMetal Metal: ambos ceden electrones

ELECTRONEGATIVIDADCapacidad que tiene un tomo de atraer electrones comprometidos en un enlace.

Los valores de E.N. Son tiles para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre tomos de diferentes elementos.

VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD DE PAULING

H

2.1

Elemento ms electronegativo

Li

1.0

Be

1.5

B

2.0

C

2.5

N

3.0

O

3.5

F

4.0

Na

0.9

Mg

1.2

Al

1.5

Si

1.8

P

2.1

S

2.5

Cl

3.0

K

0.8

Ca

1.0

Sc

1.3

Ti

1.5

V

1.6

Cr

1.6

Mn

1.5

Fe

1.8

Co

1.8

Ni

1.8

Cu

1.9

Zn

1.6

Ga

1.6

Ge

1.8

As

2.0

Se

2.4

Br

2.8

Rb

0.8

Sr

1.0

Y

1.2

Zr

1.4

Nb

1.6

Mo

1.8

Tc

1.9

Ru

2.2

Rh

2.2

Pd

1.2

Ag

1.9

Cd

1.7

In

1.7

Sn

1.8

Sb

1.9

Te

2.1

I

2.5

Cs

0.7

Ba

0.9

La

1.1

Hf

1.3

Ta

1.5

W

1.7

Re

1.9

Os

2.2

Ir

2.2

Pt

2.2

Au

2.4

Hg

1.9

Tl

1.8

Pb

1.8

Bi

1.9

Po

2.0

At

2.2

Fr

0.7

Ra

0.9

Ac

1.1

Th

1.3

Pa

1.5

U

1.7

Np Lw

1.3

Elemento menos electronegativo

Enlace covalente vs Enlace inico

MAPA CONCEPTUAL DEL ENLACE QUIMICO

Enlace metlicoLas sustancias metlicas estn formadas por tomos de un mismo elemento metlico (baja electronegatividad).Los tomos del elemento metlico pierden algunos electrones, formndose un catin o resto metlico. Se forma al mismo tiempo una nube o mar de electrones: conjunto de electrones libres, deslocalizados, que no pertenecen a ningn tomo en particular.Los cationes se repelen entre s, pero son atrados por el mar de electrones que hay entre ellos. Se forma as una red metlica: las sustancias metlicas tampoco estn formadas por molculas.

El modelo del mar de electrones representa al metal como un conjunto de cationes ocupando las posiciones fijas de la red, y los electrones libres movindose con facilidad, sin estar confinados a ningn catin especfico

Propiedades sustancias metlicasElevados puntos de fusin y ebullicinInsolubles en aguaConducen la electricidad incluso en estado slido (slo se calientan: cambio fsico). La conductividad es mayor a bajas temperaturas.Pueden deformarse sin romperse

ENLACE METALICOLos tomos de los metales se unen mediante el denominado enlace metlico. Los tomos que constituyen los metales tienen pocos electrones de valencia, pero con libertad para moverse por toda la red de iones positivos

ENLACE METALICOLos electrones de estos elementos pueden ubicarse en dos estados energticos principales:

1.Banda de valencia (de menor energa), desde la cul, al recibir la energa necesaria, pueden ser promovidos a un estado superior..

ENLACE METALICO2.La banda de conduccin.

En este modelo, la red metlica est formada por iones positivos fijos. Los electrones de valencia de estos cationes no pertenecen a ningn tomo y son los responsables de la conduccin elctrica y calrica.

Enlace inicoEl compuesto inico se forma al reaccionar un metal con un no metal.Los tomos del metal pierden electrones (se forma un catin) y los acepta el no metal (se forma un anin).Los iones de distinta carga se atraen elctricamente, se ordenan y forman una red inica. Los compuestos inicos no estn formados por molculas.

ENLACE INICO O ELECTROVALENTE Resulta de la atraccin electrosttica de iones que tienen cargas opuestas, constituyendo agregados reticulares llamados slidos cristalinos.

ENLACE INICO Estructura cristalina del NaCl expandida para mayor claridad. Cada Cl- se encuentra rodeado por 6 iones sodio y cada in sodio est rodeado por 6 iones cloruros. El cristal incluye millones de iones en el patrn que se muestra.

Enlace covalenteLos compuestos covalentes se originan por la comparticin de electrones entre tomos no metlicos. Electrones muy localizados.

CLASIFICACIN DE LOS ENLACES COVALENTES

1. Por el origen de los electrones compartidos Enlace covalente normal Cuando los dos tomos que se unen aportan por igual los electrones de enlace.Enlace dativo o covalente coordinado Un solo tomo aporta los dos electrones a compartir.

Enlace covalente normalSi se comparten un par de e-: enlace covalente simple

Si se comparten dos pares de e- : enlace covalente doble

Si se comparten tres pares de e-: enlace covalente triple

ENLACE COVALENTE COORDINADO Un enlace covalente coordinado es un enlace formado cuando ambos electrones del enlace son donados por uno de los tomos. Consiste en la comparticin de un par de electrones, proveniente del mismo tomo. Ejemplo: O H O S O H O

CLASIFICACIN DE LOS ENLACES COVALENTES

2. Por la polaridad de enlace Enlace covalente apolar (comparticin equitativa de los electrones)Se produce entre tomo del mismo elemento. Enlace covalente polar (comparticin desigual de los electrones)Entre tomos de diferentes elementos.

Enlace Covalente Polar Cuando los tomos que forman una molcula son heteronucleares y la diferencia en E.N.

Segn la diferencia de electronegatividad, se clasifican en: Enlace Covalente Polar Enlace covalente Apolar Rango de Electronegatividad: 1,7 > Dif. Electroneg. > 0 Enlace Covalente Polar Diferencia de electronegatividad = 0 Enlace Covalente Apolar

Enlace de tomos de azufre (S) y oxgeno (O)Molcula de SO: enlace covalente doble

Molcula de SO2: enlace covalente doble y un enlace covalente coordinado o dativo

Molcula de SO3: enlace covalente doble y dos enlaces covalentes coordinado o dativo

Clasificacin del Enlace Covalente

Segn nmero de electrones que participen en el enlace: ENLACE SIMPLE: 2 electrones en total X X ENLACE DOBLE: 4 electrones en total X X ENLACE TRIPLE: 6 electrones en total X X

El enlace covalente doble obliga a todos los atomosimplicados a colocarse en el mismo plano

En tomos polielectrnicos, solo participan los electrones de valencia en la formacin de enlaces covalentes. Los pares de electrones de valencia que no participan del enlace, o electrones no compartidos (o no enlazantes), se denominan pares libres o pares solitarios.

Enlace CovalentePares libres

1.2.3.4.5.

COMO DIBUJAR ESTRUCTURAS DE LEWIS

REPRESENTACION DE LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS1.-Sume los electrones de valencia de todos los tomos. Si la especie es un ion: adicione un electrn por cada carga negativa o reste un electrn por cada carga positiva.2.-Determine el nmero de electrones requeridos para suministrar 2 electrones a cada tomo de H individualmente y 8 electrones a cada uno de los dems tomos individualmente. Luego sumelos3.-Electrones de enlace = elec (2) - elec(1)

4.- Calcule el nmero de enlaces como sigue:Nmero de enlaces = (Elect. de enlace/2)

5.- Determine el nmero de electrones no enlazantes o sin compartir:Numero de elec no enlaz.= Electrones totales(1) - Electrones enlace