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08/04/2014
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TEMA 5: Enlace Químico
2ª PARTE
QUÍMICA I
Treinta y Tres
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E s q u e m a d e l a C l a s e
Fuerzas intramoleculares
Enlace químico.
Enlace iónico. Energía de Red
Enlace covalente
• Estructuras de Lewis
• Modelo RPECV
• Enlace-Valencia
Enlace Metálico.
• Aleaciones.
Fuerzas intermoleculares
Dipolo-Dipolo
Fuerzas de Dispersión de London
Puentes de Hidrógeno
Propiedades de los compuestos relacionadas con el enlace.
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U s o s d e m e t a l e s
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M e t a l e s
Propiedades físicas
Lustre característico de la superficie metálica
Conductividad térmica
Conductividad eléctrica
Maleabilidad (se pueden martillar para formar
hojas delgadas)
Ductibilidad (se estiran para formar alambres)
Los átomos son capaces de deslizarse
Sólidos iónicos ni cristales de
compuestos covalentes
presentan esta propiedad
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Los metales forman estructuras sólidas donde los
átomos están empaquetados de forma compacta
El número de electrones de valencia disponibles
para formar enlace de par electrónico es
insuficiente
Cada átomo metálico comparte sus
e- de valencia con todos sus vecinos
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M o d e l o d e m a r d e e l e c t r o n e s
Es un modelo sencillo
Metal “Formación de cationes
metálicos en un “mar” de
electrones de valencia”
Electrones:
Confinados al metal por atracciones electrostáticas
Distribuidos uniformemente en toda la estructura
Ningún electrón está confinado a algún ión metálico
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M o d e l o d e m a r d e e l e c t r o n e s
Conductividad térmica:
Se explica en función de la movilidad de los electrones
(transferencia de energía cinética por todo el sólido)
Capacidad de deformación (maleabilidad y ductibilidad):
Los átomos metálicos forman enlaces con muchos
vecinos
Redistribución de los e- y adaptación a los cambios de
posición de los átomos
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M o d e l o d e m a r d e e l e c t r o n e s
Este modelo no explica muchas propiedades de los metales
Ejemplos:
Fuerza de enlace- Punto de fusión
Dureza- Punto de ebullición
Debería de aumentar con el
aumento del número de e- de
valencia
Modelo basado en la teoría de
orbitales moleculares (OM)
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Modelo de OM para metales- Teoría de bandas
Ya vimos que los e- pueden estar deslocalizados Benceno
ENLACE METÁLICO
Los orbitales de valencia se solapan con los de varios átomos
vecinos y estos a su vez se superponen con orbitales
atómicos (OA) de otros
Solapamiento de OA da lugar a OM de
enlace y de antienlace
En metales son muchos los OA
que se solapan por tanto también
el de OM
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Modelo de OM para metales- Teoría de bandas
La interacción de todos los OA de valencia de cada átomo con
los OA de los demás dan origen a un número enorme de OM que
se extienden por toda la estructura del metal
Diferencia de energía entre OM muy
pequeña
BANDA
BANDA DE ENERGÍA: banda continua de estados
energéticos permisibles
e- disponibles para el enlace no completan los OM disponibles
La banda de energía está parcialmente llena
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Modelo de OM para metales-Teoría de bandas
Banda de energía parcialmente llena es lo que confiere las
propiedades metálicas características
• Con un mínimo aporte de energía los e- pueden moverse a niveles
vacantes y así desplazarse libremente por toda la red
Conductividad térmica y eléctrica
• Punto de fusión: cantidad de OM de enlace y de antienlace
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Aleaciones
Material que contiene más de un elemento y tiene propiedades
características de los metales
Utilizada para modificar propiedades de metales puros
Tipos de aleaciones
En disolución: mezclas homogéneas, componentes dispersos al
azar y uniformemente
Aleaciones de sustitución
Aleaciones intersticiales (con átomos no metálicos)
Aumenta dureza, resistencia
y reduce ductibilidad
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Aleaciones
Aleaciones intersticiales:
ACERO: aleación de Fe y C (hasta 3%) – más duro y resistente
Acero dulce: hasta 0.2% de C maleables y dúctiles
(cables, clavos, cadenas)
Acero mediano: de 0.2 a 0.6% de C más tenaces
(rieles y vigas)
Acero al alto carbono: de 0.6 a 1.5% de C
(cuchillos, herramientas, etc)
ACERO de aleación: con V, Cr, resistencia física, a la fatiga y corrosión
ACERO INOXIDABLE: 0.4% de carbono, 18% de cromo y 1% de níquel
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Aleaciones heterogéneas:
Aleaciones
Los componentes no se hallan dispersos de forma uniforme
Las propiedades dependen de la composición y además de la
manera como se forma el sólido a partir del fundido
Acero: Perlita tiene dos fases una de Fe casi puro y otra
de Fe3C dispuestas en capas alternativas
Compuestos intermetálicos:
Aleaciones homogéneas con propiedades y composición definida
CuAl2 duraluminio
Ni3Al motores de aviones
Cr3Pt recubrimiento de navajas de rasurar
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Aleaciones comunes
Bronce: Cu y Sn
Latón: Cu y Zn
Amalgamas de odontología: Hg, Ag, Sn y Cu
Nitinol: Ni, Ti (acrónimo de Ni-Ti-Naval Ordnance Laboratory)
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B i b l i o g r a f í a
“Química la ciencia central”, Brown, LeMay y
Bursten, Pearson Educación, novena edición, 2004
“Enlace en las redes metálicas” repartido de
Química Inorgánica I, Facultad de Química, UdelaR
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Tema 5: Enlace químico
Fuerzas intramoleculares
Enlace químico.
Enlace iónico. Energía de Red
Enlace covalente
Estructuras de Lewis
Modelo RPECV
Enlace-Valencia
Enlace Metálico.
Aleaciones.
Fuerzas intermoleculares
Dipolo-Dipolo
Fuerzas de Dispersión de London
Puentes de Hidrógeno
Propiedades de los compuestos relacionadas con el enlace.
E s q u e m a d e l a C l a s e
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Las fuerzas intermoleculares, son mucho más débiles que los enlaces
tanto iónicos como covalentes.
Se requiere menos energía para evaporar un líquido o fundir un
sólido, que para romper enlaces covalentes en las moléculas
F u e r z a s q u í m i c a s
Fuerzas Intermoleculares:
Son fuerzas de atracción entre las moléculas.
Son las responsables de las propiedades macroscópicas de la materia,
como punto de fusión, ebullición…
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F u e r z a s q u í m i c a s
Fuerzas Intermoleculares:
Son fuerzas de atracción entre las moléculas.
Son las responsables de las propiedades macroscópicas de la materia,
como punto de fusión, ebullición…
Fuerzas de atracción entre moléculas:
Fuerzas Ión- Dipolo
Fuerzas de Van der Waals
Dipolo-Dipolo
Enlaces de Hidrógeno
Dispersión de London
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Fuerzas ION–DIPOLO: fuerzas de atracción entre moléculas
cargadas y neutras
Entre un ión y la carga parcial de un extremos de una molécula polar
La magnitud de la atracción aumenta
Al aumentar:
La carga del ion
y/o la magnitud del momento dipolar
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Muy importante en disoluciones de sustancias ionicas en liquidos
polares
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FUERZAS DIPOLO – DIPOLO
Entre moléculas neutras
Se atraen cuando el extremo positivo de uno de ellas esta cerca
del extremo negativo de la otra
F u e r z a s q u í m i c a s
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FUERZAS DIPOLO – DIPOLO
Entre moléculas neutras
Se atraen cuando el extremo positivo de uno de ellas esta cerca
del extremo negativo de la otra
F u e r z a s q u í m i c a s
Efectivas cuando las moléculas están muy juntas
Para moléculas con masas y tamaños similares, la intensidad de la
atracción aumenta al aumentar la polaridad
Para moléculas de polaridad similar, aumenta al disminuir el tamaño
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FUERZAS DE DISPERSION DE LONDON
Entre moléculas no polares no existen fuerzas DIPOLO- DIPOLO
Sin embargo debe existir algún tipo de interacción de atracción entre
ellas
LONDON reconoció que el movimiento de los electrones en un
átomo o molécula crea un momento dipolar instantáneo
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Sólo son significativas cuando las moléculas están muy cerca una
de otras
POLARIZABILIDAD: La facilidad con la que la distribución de
cargas en una molécula puede distorsionarse por la acción de un
campo eléctrico externo
Las moléculas más polarizables tienen fuerzas de dispersión de
LONDON más intensas
Las moléculas más grandes tienden a ser más polarizables (mayor
número de electrones y más alejados del núcleo)
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INTENSIDADES RELATIVAS ENTRE ATRACCIONES DIPOLO – DIPOLO Y
DE LONDON
1. Si las moléculas tienen formas y pesos moleculares similares, las
fuerzas de dispersión serán aproximadamente iguales.
Las diferencias entre las magnitudes de las fuerzas de atracción
estarán dadas por las interacciones dipolo – dipolo, por lo tanto
las más polares tienen las interacciones más fuertes
2. Si difieren significativamente en su peso molecular, las fuerzas de
dispersión de London suelen ser las decisivas, las moléculas con
mayor masa tendrán las atracciones más fuertes
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ENLACES DE HIDROGENO
Tipo especial de atracción intermolecular entre átomos de H de un
molécula polar y un par de electrones no enlazantes en un ión o átomo
electronegativo pequeño cercano
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Son atracciones dipolo – dipolo únicas
Más intensas que las de dispersión de London
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Desempeñan un papel importante en muchos sistemas biológicos
Estabilizan la estructura de las proteínas
Estabilizan la estructura del ADN
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F u e r z a s q u í m i c a s
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PERMITE LA VIDA EN LOS OCEANOS
debido a que el hielo
es menos denso que
el agua
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