-
Unidad 2Interacciones Qumicas
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
O O OO
OO
O
O
OO
O
O
N N
N N
NN
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
Qumica Inorgnica I
Sigfrido Escalante Tovarago-2009
-
Crditos y referenciasEl material que sigue est conformado por
trabajo original y material tomado de las varias fuentes, entre
ellas:
Principles of Inorganic Chemistry, J.E. Huheey, E.A. Keiter,
R.L. Keiter,Harper-Collins, NY, 1993.
Principles of Descriptive Inorganic Chemistry, G. Wulfsberg,
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Principles of Descriptive Inorganic Chemistry, G. Wulfsberg,
University Science Books, Mill Valley, 1991.
Material preparado por la Dra. Laura Gasque Silva (Facultad de
Qumica, UNAM)
Tambin se presenta material tomado de varios sitios accesibles
por Internet. En la medida de lo posible se menciona la direccin
URL donde se puede consultar el material.
-
Los diferentestipos de
compuestos
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
compuestos
Tringulo de Van Arkel-Ketelaar
-
Compuestos covalentes
Qu propiedades presentan?
Qu modelos existen para explicar sus
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Qu modelos existen para explicar sus propiedades?
- Regla del octeto de Lewis- Teora de Repulsin de Pares
Electrnicos
de la Capa de Valencia (TRPECV VESPR)- Teora de enlace valencia-
Teora de orbitales moleculares.
-
TRPECVTeora de Repulsin de Pares Electrnicos de la
Capa de Valencia
Repulsin entre pares:
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Par solitario : par solitario >
par solitario : par compartido>
par compartido : par compartido
Ver:
http://www2.uah.es/edejesus/interactivos/indice_VSEPR.htm
-
El enlace metlico El mar de electrones
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Electrones deslocalizados
-
TOM y el modelo de
bandashttp://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/chm729/band/concept.htm
2 tomos
10 tomos
Ver:
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
2 tomos
N tomos
-
Teora de bandas cont. Diagrama de bandas, nivel de Fermi.
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Teora de bandas cont. Germanio
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/band.html#c8
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Teora de bandas cont. Silicio
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
ResumiendoFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
Aleaciones metlicasFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
La relacin idealFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
Estable Estable Inestable(0.414)
-
En qumica son tan importantes las interacciones llamadas fuertes
como las dbiles.
Se consideran interacciones fuertes a las que se presentan en el
enlace inico, el
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
que se presentan en el enlace inico, el covalente o el
metlico.
Pero existen otras de menor energa, generalmente
intermoleculares, que son de gran importancia.
-
Fuerzas intramoleculares: Se presentan dentro de una
misma molcula.
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Fuerzas intermoleculares: Se presentan entre las molculas
vecinas.
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Ion-dipolo No solamente las
molculas tipo HClson polares, veamos otras.
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Por ejemplo: el agua
HHO
+ +
-
Ion-dipolo cont
- -
++
la interaccin entre un ion y un dipolo puede representarse por
el siguiente diagrama.
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
- -+
+
r
= qr = momento dipolar
ion(+ -)
dipolo
-
Energa de un ion-dipolo La energa para
esta interaccin est dada por:
- 1.00E- 037
0.00E+000
E
n
e
r
g
a
p
o
t
e
n
c
i
a
l
(
J
)
ion- dipolo
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
EZ e
r=
pi 4 2 0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
- 5.00E- 037
- 4.00E- 037
- 3.00E- 037
- 2.00E- 037
r (m)
E
n
e
r
g
a
p
o
t
e
n
c
i
a
l
(
J
)
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Tipo de interaccin
Dependencia de la energa potencial con la distancia
Energa tpica
(kJ mol-1)Comentarios
Ion-ion 1/r 250 Entre iones solamenteIon dipolo 1/r2 15 Entre
iones y molculas polares permanentes
Dipolo-dipolo 1/r3 2 Entre molculas polares estacionarias
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Ion-Dipolo inducido 1/r4 --- Entre iones y molculas no
polares.Dipolo-Dipolo
inducido1/r6 0.3 Entre molculas polares y polares
rotantes.
Fuerzas de dispersin de London
1/r6 2 Entre todos los tipos de molculas.La energa de un enlace
o puente de hidrgeno A---- H es del orden de 20 kJ mol-1 y se
presenta cuando A = N, O F
-
Puentes de hidrgenoen el agua
T. eb.= 100C
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
(obs) (obs)
-
Puentes de hidrgenoen cido fluorhdrico
T. eb.= 19.9 C
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Puentes de hidrgenoen amoniaco
T. eb.= -33 C
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Resumiendo Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y
NuclearDr. Sigfrido Escalante Tovar
-
OO
Ejemplo de interacciones ion-dipolo
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
M+ X-
O
OO O O
O
-
Las interacciones ion-dipolo no solamente involucran a los
primeros vecinos
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
1a esfera de hidratacin 2a esfera de hidratacin
Hidratacin de cationes
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Hidratacin de ionesFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
Puentes de hidrgeno en H2OFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
La estructura del agua lquida
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
El agua slidaEl hielo hexagonal
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
87.3
27.1
2740
15.8 16 20201818
3634343227 40
Masa atmica o molecular
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
211
87.3
166
120
1730
2353
2676
2740
61018332013 1235
848181787770
204
131128130125123115
210209209195 222
-
ExplicaFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
ExplicaFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
ExplicaFacultad de Qumica
Departamento de Qumica Inorgnica y NuclearDr. Sigfrido Escalante
Tovar
-
La importancia de las interacciones
1- Las interacciones intermoleculares son las responsables de
una gran variedad de fenmenos qumicos tales como:
- el estado de agregacin - la solubilidad
O O OO
OO
O
O
OO
N N
N N
O
O
O
O
O
O
O
O
O O
O
O
O
O
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
- el punto de fusin - el punto de ebullicin - la tensin
superficial
A veces en un mismo sistema estn presentes ms de un tipo de
estas interacciones las cuales actan simultneamente.
O
O
O
NN
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
-
Las interacciones intermoleculares, aunque son ms dbiles que las
covalentes o las inicas, determinan
muchas propiedades como la solubilidad, los puntos de fusin y de
ebullicin as como las estructuras terciarias
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
fusin y de ebullicin as como las estructuras terciarias de
muchas biomolculas como las protenas y los cidos
nucleicos.
Por lo anterior son de enorme importancia.
-
El ADN (cido DesoxirriboNucleico)
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Puentes de hidrgeno en biomolculas
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-
Puentes de hidrgeno en biomolculas
Puentes de Hintramoleculares
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Las hlices alfa en las protenas
-
Ion-dipolo (ejercicio)Seala en la figura a dos especies que
participen en una interaccin del tipo:
a) ion-dipolo. Se presentan entre
ClH
ClH
O O O
O
OO
O
NN
NN
O
O
O
O
O
O
O O
O
O O
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Se presentan entre especies cargadas elctricamente con especies
polares, es decir, aquellas con enlaces polares cuyas geometras den
por resultado un momento dipolar diferente de cero.
O
O
OO
O
O
N
N
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
-
NN
O
H H
Seala a las molculas que sean polares
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
C
H
HHH OH
Calificacin:
-
NN
O
H H
Seala a las molculas que sean NO polares
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
C
H
HHH OH
Calificacin:
-
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Un mundo de interaccionesLas interacciones qumicas, tanto las
fuertes como las dbiles, estn presentes simultneamente en los
matraces de reaccin de los laboratorios, en las estructuras
geolgicas, en el cielo y el mar, as como en los sistemas vivos.
-
Los diferentestipos de
Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Inorgnica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
tipos decompuestos
Tringulo de Van Arkel-Ketelaar
