El enlace qumico.Unidad 6.

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Contenidos (1)1.-El enlace qumico.1.1. Enlace inico. Reacciones de ionizacin.1.2. Enlace covalente. Modelo de Lewis.2.-Justificacin de la frmula de los principales compuestos binarios.3.-Enlace covalente coordinado.4.-Parmetros que caracterizan a los compuestos covalentes.

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Contenidos (2)5.-Carcter inico del enlace covalente.6.-Momento dipolar. Geometra de los compuestos covalentes.7.-Fuerzas intermoleculares.7.1.Enlace de Hidrgeno.7.2.Fuerzas de Van der Waals8.-Introduccin al enlace metlico.9.- Propiedades de los compuestosinicos, covalentes y metlicos.

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Enlace qumicoSon las fuerzas que mantienen unidos a los tomos entre s para formar molculas o iones.Son de tipo elctrico.Al formarse un enlace se desprende energa.La distancia a la que se colocan los tomos es a la que se desprende mayor energa producindose la mxima estabilidad.Los tomos se unen pues, porque as tienen una menor energa y mayor estabilidad que estando separado.

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Diagrama de energa en la formacin de una molcula de H2

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Estabilidad en un tomo.Generalmente, los atomos buscan su mxima estabilidad adoptando un a configuracin electrnica similar a la que tienen los gases nobles (1 s2 o n s2p6).El comportamiento qumico de los tomos viene determinado por la estructura electrnica de su ltima capa (capa de valencia).Para conseguir la conf. electrnica de gas noble, los tomos perdern, capturarn o compartirn electrones (regla del octeto).

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Tipos de enlacesInico: unen iones entre s.Atmicos: unen tomos neutros entre s.CovalenteMetlicoIntermolecular: unen unas molculas a otras.

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Enlace inicoSe da entre metales y no-metales.Los metales tienen, en general, pocos electrones en su capa de valencia y tienden a perderlos para quedar con la capa anterior completa (estructura de gas noble) convirtindose en cationes.Los no-metales tienen casi completa su capa de valencia y tienden a capturar los electrones que les faltan convirtindose en aniones y conseguir asimismo la estructura de gas noble.

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Reacciones de ionizacinLos metales se ionizan perdiendo electrones: M n e Mn+Los no-metales se ionizan ganando electrones: N + n e NnEjemplos:Metales:Na 1 e Na+ Ca 2 e Ca2+Fe 3 e Fe3+No-metales:Cl + 1 e Cl O + 2 e O2

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Enlace inico (cont)En enlace inico se da por la atraccin electrosttica entre cargas de distinto signo, formando una estructura cristalina.Ejemplo: Na Na+ 1 e Cl Cl El catin Na* se rodea de 6 aniones Cl unindose a todos ellos con la misma fuerza, es decir, no existe una fuerza especial entre el Cl y el Na+ que le dio el e.La frmula de estos compuestos es emprica.

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Ejemplo: Escribir las reacciones de ionizacin y deducir la frmula del compuesto inico formado por oxgeno y aluminio.Las reacciones de ionizacin sern:(1)Al 3 e Al3+ (2)O + 2 e O2Como el nmero de electrones no coincide, para hacerlos coincidir se multiplica la reaccin (1) 2 y la (2) 3.2 (1)2 Al 6 e 2 Al3+ 3 (2)3 O + 6 e 3 O2Sumando:2 Al + 3 O 2 Al3++ 3 O2La frmula emprica ser Al2O3

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Estructura de compuestos inicos (cloruro de sodio)Se forma una estructura cristalina tridimensional en donde todos los enlaces son igualmente fuertes.

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Propiedades de los compuestos inicosDuros. Punto de fusin y ebullicin altos.Slo solubles en disolventes polares.Conductores en estado disuelto o fundido.Frgiles.

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Solubilidad de iones en disolventes polaresFragilidad

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Enlace covalenteSe da entre dos tomos no-metlicos por comparticin de e de valencia.La pareja de e (generalmente un e de cada tomo) pasan a girar alrededor de ambos tomos en un orbital molecular.Si uno de los tomos pone los 2 e y el otro ninguno se denomina enlace covalente coordinado o dativo.

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Estructura de Lewis.Consiste en representar con puntos o x los e de la capa de valencia. Ejemplos:Grupo: 17 16 1514tomo: Cl O NCN e val. 7 6 5 4 : Cl : O : N C

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Enlace covalente.Puede ser:Enl. covalente simple: Se comparten una pareja de electrones.Enl. covalente doble: Se comparten dos parejas de electrones.Enl. covalente triple: Se comparten tres parejas de electrones.No es posible un enlace covalente cudruple entre dos tomos por razones geomtricas.

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Tipos de enlace covalente.Enlace covalente puroSe da entre dos tomos iguales.Enlace covalente polarSe da entre dos tomos distintos.Es un hbrido entre el enlace covalente puro y el enlace inico.

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Ejemplos de enlace covalente puro.Se da entre dos tomos iguales. Frmula2 H (H + x H) H x H ; HH H2 2 :Cl :Cl + xCl: :ClxCl: ; :ClCl: Cl2 x x 2 :O :O + xO: :OxO: ; :O=O: O2 x x 2 :N :N + xN: :NxN: ; :NN: N2 x x

Enl. covalente simpleEnl. covalente tripleEnl. covalente doble

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Enlace covalente polar (entre dos no-metales distintos).Todos los tomos deben tener 8 e en su ltima capa (regla del octeto) a excepcin del hidrgeno que completa su nica capa con tan slo 2 e .La pareja de e compartidos se encuentra desplazada hacia el elemento ms electronegativo, por lo que aparece una fraccin de carga negativa sobre ste y una fraccin de carga positiva sobre el elemento menos electronegativo +.

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Ejemplos deenlace covalente polar. :Cl + x H :Cl x H ; :ClH HCl O + 2 x H Hx O x H ; HOH H2O N + 3 x H Hx N x H ; HNH NH3 x | H H O + 2 x Cl: :Clx O x Cl: ; :ClOCl: Cl2O

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Ejercicio: Escribe la representacin de Lewis y decide cul ser la frmula de un compuesto formado por Si y S.La representacin de Lewis de cada tomo es: Si (grupo 14) : S (grupo 16) La representacin de Lewis de molecular ser: : S = Si = S :La frmula molecular ser pues: SiS2

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Cuatro elementos diferentes A,B,C,D tienen nmero atmico 6,9,13 y 19 respectivamente. Se desea saber: a) El nmero de electrones de valencia de cada uno de ellos. b) Su clasificacin en metales y no metales. c) La frmula de los compuestos que B puede formar con los dems ordenndolos del ms inico al ms covalente. Za) N e valencia b) Metal/No-metalA 64No-metalB 97No-metalC133MetalD191Metalc) DB < CB3 < AB4 < B2Cuestin de Selectividad (Septiembre 97)

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Momento dipolar ()Es un vector que depende de la diferencia de electronegatividad de los tomos. La punta de flecha se dirige hacia el tomo con .Cada enlace polar tiene un , pero la molcula ser polar slo si la suma de los momentos dipolares no se anula.As el H2O y el NH3 tienen neto 0, mientras que molculas como el CO2 o el CH4 tienen neto = 0 y son apolares.

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Momentos dipolares.Geometra molecular.

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Enlace covalente coordinado.Se forma cuando uno de los tomos pone los 2 e y el otro ninguno.Se representa con una flecha que parte del tomo que pone la pareja de e . Ejemplo: Hx O x H + H+ HOH H3O+ H

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Compuestos covalentes atmicos.Forman enlaces covalentes simples en dos o tres dimensiones del espacio con tomos distintos.Ejemplos:SiO2, C (diamante), C (grafito)

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Propiedades de los compuestos covalentesMolecularesPuntos de fusin y ebullicin bajos.Los comp.covalentes apolares (puros) son solubles en disolventes apolares y los polares en disolventes polares.Conductividad parcial slo en compuestos polares.AtmicosPuntos de fusin y ebullicin muy elevados.Insolubles en todos los disolventes.No conductores (el grafito s presenta conductividad por la deslocalizacin de un e de cada tomo).

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Enlace metlico.Se da entre tomos metlicos.Todos tienden a ceder e .Los cationes forman una estructura cristalina, y los e ocupan los intersticios que quedan libres en ella sin estar fijados a ningn catin concreto (mar de e ).Los e estn, pues bastante libres, pero estabilizan la estructura al tener carga contraria a los cationes.

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Empaquetamiento de cationes metlicos.

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Propiedades de los compuestos metlicos.Punto de fusin y ebullicin muy variado (aunque suelen ser ms bien alto)Son muy solubles en estado fundido en otros metales formando aleaciones.Muy buenos conductores en estado slido.Son dctiles y maleables (no frgiles).

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Fuerzas intermolecularesEnlace (puente) de hidrgenoSe da entre molculas muy polarizadas por ser uno de los elementos muy electronegativo y el otro un tomo de H, que al tener + y ser muy pequeo permite acercarse mucho a otra molcula. Fuerzas de Van der Waals:Fuerzas de dispersin (London)Atraccin dipolo-dipolo

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Fuerzas intermoleculares (cont.)Fuerzas de dispersin (London): Aparecen entre molculas apolares. En un momento dado la nube electrnica se desplaza al azar hacia uno de los tomos y la molcula queda polarizada instantneamente. Este dipolo instantneo induce la formacin de dipolos en molculas adyacentes.Atraccin dipolo-dipolo: Se da entre molculas polares. Al ser los dipolos permanentes la unin es ms fuerte.

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Fuerzas intermolecularesFuerzas de dispersin

Enlace de hidrgeno

Atraccin dipolo-dipolo

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Estructura del hielo(puentes de hidrgeno)