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Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega Temario UNAM, Grupo GUTE. Los enlaces químicos, El concepto de enlace químico, Tipos de enlace químico, Enlaces covalentes vs enlaces iónicos, Enlaces covalentes ideales, Enlaces covalentes no polares, Enlaces covalentes polares, Enlaces covalente coordinados, Enlace e hibridación de los electrones, Enlaces y geometría, Fuerzas intermoleculares, Fuerzas de Van der waals, Fuerzas de London, Fuerzas de dispersión, Fuerzas de orientación, Fuerzas hidrofóbicas, Efecto hidrofóbico, Puentes de hidrógeno, Fuerzas no covalentes, Fuerzas intramoleculares, Enlace metálico, Energías de Enlace, Amalgamas y aleaciones.
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Los enlaces químicos
Autor: Maestro en CienciasBioquímicas Genaro Matus Ortega
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El concepto de enlace
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El concepto de enlace
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Concepto de Enlace
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Supuestos de la Teoría del Orbital Molecular:• Un orbital atómico puede superponerse con un orbital atómico de otro átomo.• Si ambos orbitales están en fase, el resultado es su refuerzo mutuo y la formación de un orbitalmolecular de enlace.• La interacción de dos orbitales atómicos desfasados conduce a su interferencia y laconsecuente aparición de un orbital molecular de antienlace.
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Tipos de enlace
Electronegatividad
o Covalente
o Iónico
• Ideal• No polar• Polar• Coordinado
o S – S
Enlace
Electronescompartidos
o Sencillo
o Doble
o Triple
Hibridación
o S – S
o S – P
o P – P
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Enlaces covalentes
• Covalente ideal
• Covalente No polar
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Enlaces covalentes
• Covalente Polar
• Covalente CoordinadoNH4+
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TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES
TABLA DE ENLACES Y TEMPERATURAS
TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES
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Enlace covalente coordinado
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Enlace iónico
• Un átomo electropositivo cede electrones a un átomo electronegativo dando lugar a unión positivo y a un ión negativo, respectivamente
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Enlace iónico
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Enlace Iónico
• La fuerza de atracción entre los dos ionesdetermina la formación del complejomolecular.
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Los cristales
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En películas
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Enlace covalente ideal
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Enlace covalente Polar
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Enlace iónico
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Mapa Conceptual:
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Según la hibridación de los orbitales
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Según el número de electrones compartidos
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Enlaces sencillos
CH3-CH3
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Enlaces dobles
CH2=CH2
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Enlaces p
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Enlaces triples
CH ≡ CH
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Enlaces representados por Lewis
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Enlaces y geometría
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Las Fuerzas IntermolecularesLas Fuerzas Intermoleculares
(o interacciones no covalentes)
INTER E INTRAwww.g
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Introducción
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Permanecen aún durante el enlace
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Las fuerzas de atracción intermolecular seconsideran como interacciones de carácter débil y sonposibles debido a las fuerzas electrostáticas que segeneran entre polos opuestos, de dos moléculasidénticas o diferentes.
Las fuerzas intermoleculares
a) Fuerzas Iónicas
b) Fuerzas ión-dipolo
c) Fuerzas dipolo-dipoloc) Fuerzas dipolo-dipolo
d) Fuerzas dipolo-dipolo inducido
e) Fuerzas dipolo inducido-dipoloinducido
f) Fuerzas hidrofóbicas
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Los puentes de Hidrógeno
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Fuerzas iónicas
q1 q2
Vacío
r
Coulomb
F = Q q1 q2
r2
F = k q1 q2 / e r2
En donde e representa la constante dieléctrica u oposicióndel medio a conducir una carga eléctrica.
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Fuerzas electrostáticas débiles ión-dipolo
+
+
+
++
+
+-
--
-
-
++
++
+- -
--
m q
Vacío
r
U = k q1 m2 / e r2
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Las fuerzas de Johanes Didereikvan der Waals (1837-1923
Tres tipos de fuerzas:
• Fuerzas intermoleculares mediadas por• Fuerzas intermoleculares mediadas pordipolos permanentes
• Fuerzas moleculares de dispersión (ofuerzas de London),
• Fuerzas moleculares de orientación
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Interacciones débiles dipolopermanente-dipolo permanente
Dipolo permanente Dipolo permanente
Dipolos Realzados
U = k q1 m2 / e r3
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Las Fuerzas de Fritz London
No polar Dipolo instantáneo No polar Dipolo instantáneo
Tiempo Tiempo Tiempo
Dipolos Instantáneos
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Fuerzas electrostáticas de inducción
Dipolo instantáneo Molécula No polar
Dipolo instantáneo Dipolo inducidoDipolo instantáneo Dipolo inducido
No polar Dipolo instantáneo No polar Dipolo instantáneo
Tiempo Tiempo Tiempo
Dipolos Instantáneos
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Fuerzas intermoleculares de orientación
- +-
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Fuerzas de van der Waals
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PUENTES DE HIDROGENO
Un núcleo de Hidrógeno queda parcialmente desnudo exponiendo sucarga positiva y generando un polo capaz de interaccionar con otro poloparcialmente negativo proveniente de un oxígeno o de otro átomoelectronegativo.
Un tipo particular de dipolo permanente dipolo permanente
Se muestra los principales donadores y aceptores de los puentes de hidrógeno presentes en las moléculas orgánicas yen particular en las biomoléculas.
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Los puentes de Hidrógeno
La fuerza de los puentes de hidrógeno depende de:
La diferencia de electronegatividades. El arreglo espacial de los átomos donadores y aceptores de los
puentes de hidrógeno. La distancia entre los núcleos de los aceptores y donadores El medio de solvatación donde ocurran los puentes.
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Energía deestabilización KJ/mol
8-21
8-21
Magnitud de los puentes de H
42
8-21
4-8
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FUERZAS HIDROFOBICAS
Las moléculas polarizadas del agua juegan un papel importante en ladistribución e interacción tanto con moléculas polares como no polares.
Se muestra una celda hidrofóbica o red de puentes de hidrógeno en torno a un soluto no polar añadido enagua. Es importante notar la estructura ordenada de las moléculas de agua en torno del coloide.
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Las interacciones débiles son cruciales en la formación de estructurasmacromoleculares así como de su función
La formación de estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias de las proteínas, ladoble hélice del DNA, las interacciones antígeno-anticuerpo, la interacción dereceptores con sus ligandos (neurotransmisores, hormonas, etc), la interacción enzima-sustrato, etc., son mediadas por los cuatro tipos de interacciones.
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Energías de enlace
Tipo de Enlace Energía necesaria para
romper el enlace
(kcal/ mol)
TripleTriple
DobleDoble
SencilloSencillo
190 a 200190 a 200
120 a 170120 a 170
50 a 11050 a 110SencilloSencillo
IónicoIónico
IónIón--dipolodipolo
Puente dePuente deHidrógenoHidrógeno
van der Waalsvan der Waals
HidrofóbicoHidrofóbico
50 a 11050 a 110
1 a 501 a 50
1 a 251 a 25
0.95 a 1. 1.90.95 a 1. 1.9**
0.005 a 1.50.005 a 1.5
0.005 a 10.005 a 1
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RESUMEN DE ENLACESTipo de enlaceTipo de enlace Descripción generalDescripción general Energía de enlaceEnergía de enlace
IÓNICO Es la fuerza de atracción entre iones con signos contrarios que se forman por la
transferencia completa de electrones desde el átomo con mayor tendencia a
perderlos, al que tiene mayor afinidad por ellos.
10-20 kcal/mol
42-84kJ/mol
COVALENTE
•Simple
•Coordinado
•Polar
•Múltiple
Resulta de compartir electrones entre dos o más átomos que tienen una afinidad
electrónica semejante
Se forma mediante la donación de un electrón por parte de cada átomo que
participa en el enlace.
Ambos elctrones los da uno solo de los átomos que participan en la formación del
enlace.
Se establece cuando los electrones del enlace covalente se encuentran más
cerca del elemento de mayor electronegatividad. En el enlace se forma un polo
Para la unión:
C – C
83 kcal/mol
348 kJ/mol
___
O – H
111kcal/mol
464kJ/mol
relativamente positivo y otro relativamente negativo.
En algunos compuestos de los átomos comparten más de un par electrónico
(enlaces dobles o triples).
C – C
146kcal
611kJ/mol
Enlaces
intermoleculares
Fuerzas de atracción débiles entre diferentes moléculas y iones ___
PUENTE DE
HIDRÓGENO
Interacción dipolo-dipolo. Se establece cuando un átomo de hidrógeno sirve como
puente entre dos átomos electronegativos, unido a uno con un enlace covalente, y
al otro, con fuerzas de naturaleza electrostática.
2.5kcal/mol
8-21kJ/mol
FUERZAS DE VAN
DER WAALS
Son fuerzas electrostáticas transitorias. La atracción se establece entre los
extremos de dipolos momentáneos con cargas opuestas.
1kcal/mol
4kJ/mol
INTERACCIONES
HIDROFÓBICAS
Enlaces polares. Las moléculas se reunen conjuntamente asociándose entre sí
en el seno del agua debido a que las interacciones agua-agua son muy fuertes y
rodean a las moléculas apolares
1-2kcal/mol
4-8kJ/mol
INTERACCIÓN
IÓN DIPOLO
Es la atracción de un ión positivo por el extremo negativo de las moléculas de un
disolvente polar (solvatación). Cuando el disolvente es el agua, se dice que las
partículas de soluto se hidratan.
1. kcal/mol
0.04kJ/molwww.g
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Apéndice
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El enlace metálico
Los átomos se hallan unidos entre sí por una nube de electrones de valencia querodean a los kernels (kernel: núcleo del átomo con los electrones de los niveles de energía inferiores al de valencia, que no entran en
combinación química y que semejan la configuración química del gas noble más cercano).
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El enlace metálico en película
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Aleaciones : soluciones sólido-sólido
Amalgama: Solución de metal + mercuriowww.g
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MAPA CONCEPTUAL PARA EL ALUMNO
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