-enlace quimico i

7/23/2019 -Enlace Quimico I

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1

Enlace qumico I:

conceptos bsicos

FACULTAD DE MEDICINA Y ENFERMERACARRERA DE MEDICINA

BIOQUMICA I

Los electrones de valencia son los electrones del nivel

exterior de un tomo. Los electrones de valencia sonlos electrones que participan en el enlace qumico.

1A 1ns1

2A 2ns2

3A 3ns2np1

4A 4ns2np2

5A 5ns2

np3

6A 6ns2np4

7A 7ns2np5

Grupo # de valencia e-e-configuracin


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2

Smbolos de puntos de Lewis

Li + F Li + F -

El enlace inico

1s22s1 1s22s22p5 1s2 1s22s22p6

[He] [Ne]

Li Li+ + e-

e- + F F -

F -Li+ + Li+ F -


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3

Energa reticular (E) aumentacomo Q aumenta y/o

como r disminuye.

cmpd Energa reticular

MgF2

MgO

LiF

LiCl

2957

3938

1036

853

Q= +2,-1

Q= +2,-2

r F< r Cl

Energa electrosttica (reticular)

E = kQ+Q-

r

Q+es la carga en el catin

Q-es la carga en el anin

r es la distancia entre los iones

Energa reticular(E) es la energa requerida para separarcompletamente un mol de un compuesto inico slido en susiones gaseosos.

Ciclo de Born-Haber para determinar energas reticulares

Hglobal= H1+ H2+ H3+ H4+ H5o ooooo

global

comprende la formacin de un compuesto

ionico desde la reaccin de un metal(normalmente un elemento del grupo 1 o2) con un no metal (como gases

halgenos, oxgeno u otros). Los ciclos de

BornHaber se usan principalmente comomedio para calcular la energa reticular,

que no puede ser determinadaexperimentalmente.


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4

Un enlace covalentees un enlace en el que dos o mselectrones son compartidos por dos tomos.

Por qu dos tomos deben compartir electrones?

F F+

7e- 7e-

F F

8e- 8e-

F F

F F

Estructura de Lewis del F2

pares librespares libres

pares librespares libres

enlace covalente sencillo


8e-

H HO+ + OH H O HHor

2e- 2e-

Estructura de Lewis del agua

Doble enlace: dos tomos comparten dos pares de electrones


O C O o O C O

8e- 8e-8e-enlace doble

enlace doble

Triple enlace: dos tomos comparten tres pares de electrones

N N

8e-8e-

N N

enlace tripleenlace triple

o


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5

Tipo de

enlace

Longitudde enlace

(pm)

C-C 154

C=C 133

CC 120

C-N 143

C=N 138

CN 116

Longitud de enlace covalente

Longitudes de enlace

Triple enlace < Doble enlace < Enlace sencillo

Comparacin de compuestos covalentes y inicos


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H F FH

Enlace covalente polaro enlace polares un enlacecovalente con mayor densidad del electrn alrededor

de uno de los dos tomos.

regin rica

del electrnregin pobre

del electrn e-ricae-pobre

+ -

Electronegatividad es la capacidad de un tomo para

atraer hacia s los electrones de un enlace qumico.

Afinidad electrnica medible, Cl es ms alta

Electronegatividad relativa, F es ms alta

X (g)+ e- X-(g)


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Electronegatividad de los elementos comunes

Aumento de electronegatividad

Covalente

comparte e-

Covalente polar

transferencia parcial

de e-

Inicotransferencia e-

Aumento en la diferencia de electronegatividad

Clasificacin de enlaces por diferencia en electronegatividad

Diferencia Tipo de enlace

0 Covalente

2 Inico

0 < y


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Clasifique los enlaces siguientes como inico, covalente

polar, o covalente: El enlace en CsCl2; el enlace

en H2S y los enlaces en H2NNH2.

Cs 0,7 Cl 3,0 3,0 0,7 = 2.3 Inico

H 2,1 S 2,5 2,5 2,1 = 0,4 Covalente polar

N 3,0 N 3,0 3,0 3,0 = 0 Covalente

1. Escriba la estructura fundamental del compuesto

mostrando qu tomos estn unidos entre s. Ponga el

elemento menos electronegativo en el centro.

2. Cuente el nmero total de electrones de valencia.

Agregue 1 para cada carga negativa. Reste 1 para cada

carga positiva.

3. Complete un octeto para todos los tomos exceptoelhidrgeno.

4. Si la estructura contiene demasiados electrones, forme

enlaces dobles y triples en el tomo central como

necesite.

Escritura de las estructuras de Lewis


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9

Escriba la estructura de Lewis del trifluoruro de nitrgeno

(NF3).

Paso 1 N es menos electronegativo que F, ponga N en el centro

F N F

F

Paso 2 Cuente los electrones de valencia N - 5 (2s22p3) y

F - 7 (2s22p5)5 + (3 x 7) = 26 electrones de valencia

Paso 3 Dibuje enlace sencillo entre los tomos N y F y complete

los octetos en los tomos N y F.

Paso 4 - Verifique, son # de e-en la estructura igual al nmero de e-

de valencia?3 enlaces sencillos (3x2) + 10 pares libres (10x2) = 26 electrones

de valencia

Escriba la estructura de Lewis del ion carbonato (CO32-).

Paso 1 C es menos electronegativo que O, ponga C en el centro

O C O

O

Paso 2 Cuente los electrones de valencia C - 4 (2s22p2) y

O - 6 (2s22p4) -2 carga 2e-

4 + (3 x 6) + 2 = 24 electrones de valencia

Paso 3 Dibuje enlace sencillo entre los tomos C y O y complete

los octetos en los tomos C y O.

Paso 4 - Verifique, son # de e-en la estructura igual al nmero de e-

de valencia?

3 enlaces sencillos (3x2) + 10 pares libres (10x2) = 26 electrones de

valenciaPaso 5 - Demasiados electrones, forme el enlace doble y reverifique #

de e-2 enlace sencillos (2x2)

= 4 1 enlace doble = 4

8 pares libres (8x2) = 16

Total = 24


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Dos posibles estructuras fundamentales del formaldehdo

(CH2O)

H C O H H C OH

La carga formalde un tomo es la diferencia entre el nmero deelectrones de valencia en un tomo aislado y el nmero de electrones

asignados a ese tomo en una estructura de Lewis.

carga formal en

un tomo enuna estructura

de Lewis

=1

2

nmero total de

electrones deenlace( )

nmero total de

electrones devalencia en el

tomo libre

-nmero total de

electrones noenlazados

-

La suma de las cargas formales de los tomos en una

molcula o ion debe igualar la carga en la molcula o ion.

H C O H

C 4 e-

O 6 e

-

2H 2x1 e-

12 e-

2 enlace sencillo (2x2) =

4 1 enlace doble = 42 pares libres (2x2) = 4

Total = 12

carga formal

en C= 4 - 2- x 6 = -1

carga formal

en O= 6 - 2- x 6 = +1

carga formal

en un tomo

en una

estructura de

Lewis

=1

2

nmero total

de electrones

de enlace( )nmero total

de electrones

de valencia en

el tomo libre

-nmero total

de electrones

no enlazados-

-1 +1


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11

C 4 e-

O 6 e-

2H 2x1 e-12 e-


4 1 enlace doble = 4

2 pares libres (2x2) = 4Total = 12

HC O

H

carga formal

en C= 4 - 0- x 8 = 0

carga formalen O

= 6 - 4- x 4 = 0

carga formal

en un tomo

en una

estructura de

Lewis

=1

2

nmero total

de electrones

de enlace( )nmero total

de electrones

de valencia en

el tomo libre

-nmero total

de electrones

no enlazados-

0 0

Carga formal y estructura de Lewis

1. Para las molculas neutras, una estructura de Lewis en que no haycargas formales es preferible a una en que las cargas formalesestn presentes.

2. La estructura de Lewis con cargas formales grandes es menosprobable que aqullas con cargas formales pequeas.

3. Entre las estructuras de Lewis que tienen distribuciones similares decargas formales, la estructura ms probable es la que las cargasformales negativas se ponen en los tomos ms electronegativos.

Cul es la estructura de Lewis ms probable para CH2O?

H C O H

-1 +1 HC O

H

0 0


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Una estructura de resonanciaes una de dos o msestructuras de Lewis para una sola molcula que no se puede

representar exactamente con una sola estructura de Lewis.

O O O+ -

OOO+-

O C O

O

- -O C O

O

-

-

OCO

O

-

-

Cules son las estructuras de resonancia

del ion carbonato (CO32-)?

Excepciones a la regla del octeto

El octeto incompleto

H HBeBe 2e-

2H 2x1e-

4e-

BeH2

BF3

B 3e-

3F 3x7e-

24e-

F B F

F


6 9 pares libres (9x2) = 18Total = 24


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Excepciones a la regla del octeto

Molculas con electrn impar

N 5e-O 6e-

11e-

NO N O

El octeto expandido (tomo central con nmero cuntico principal n > 2)

SF6S 6e

-

6F 42e-

48e-S

F

F

F

FF

F

6 enlace sencillo (6x2) = 1218 pares libres (18x2) = 36

Total = 48

El cambio de la entalpa requerido para romper un enlace particular en un

mol de molculas gaseosas es la energa de enlace.

H2 (g) H (g)+ H (g) H0= 436.4 kJ

Cl2 (g) Cl (g)+ Cl (g)H0= 242.7 kJ

HCl(g) H (g)+ Cl (g) H0= 431.9 kJ

O2 (g) O (g)+ O (g) H0= 498.7 kJ O O

N2 (g) N (g)+ N (g) H0= 941.4 kJ N N

Energa de enlace

Energas de enlace

Enlace sencillo < Doble enlace < Triple enlace


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Energa de enlace promedio en molculas poliatmicas

H2O(g) H (g)+ OH (g)H0= 502 kJ

OH(g) H (g)+ O (g) H0= 427 kJ

energa de enlace promedio OH =502 + 427

2= 464 kJ

Energa de enlace (BE) y cambio en la entalpa de reaccin

H0= energa total proporcionada energa total liberad

= BE(reactivos) BE(productos)

Imagine que la reaccin procede rompiendo todos losenlaces en los reactivos y entonces se usan los tomos

gaseosos para formar todos los enlaces en los productos.

En

erga

En

erga

BE(reactivos)

BE(reactivos)

BE(productos)

BE(productos)


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Use la energa de enlaces para calcular el cambio de

entalpa para:

H0= BE(reactivos) BE(productos)

Tipo de

enlaces que

se rompen

Nmero de

enlaces que

se rompen

Energa de

enlace

(kJ/mol)

Cambio de

energa (kJ)

H H 1 436.4 436.4

F F 1 156.9 156.9Tipo de

enlaces

formados

Nmero de

enlaces

formados

Energa de

enlace

(kJ/mol)

Cambio de

energa(kJ)

H F 2 568.2 1136.4

H0= 436.4 + 156.9 2 x 568.2 = -543.1 kJ

H2 (g)+ F2 (g) 2HF (g)

-enlace quimico i

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