Download - Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
1/130
Enlace inicoEnlace inico
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
2/130
Se refere al enlace que presentan las sales ySe refere al enlace que presentan las sales ymineralesminerales
Las sustancias salinas estn ormadas por un elementoLas sustancias salinas estn ormadas por un elemento
con bajacon baja energa de ionizacinenerga de ionizacin((E. .E. .! y otro con alta! y otro con altaenerga de ionizacin y alta afnidad electrnicaenerga de ionizacin y alta afnidad electrnica
Enlace inicoEnlace inico
elemento bajaelemento bajaenerga deenerga deionizacinionizacin(tiende a(tiende aperderperderelectrones!electrones!
++elemento altaelemento altaafnidadafnidadelectrnicaelectrnica(tiende a ganar(tiende a ganarelectrones!electrones!
==compuesto inicocompuesto inico
(sal!(sal!sslidolido
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
3/130
Los iones de dierente carga se atraenLos iones de dierente carga se atraenelectrostticamenteelectrostticamente
"eneralmente# los iones adquieren"eneralmente# los iones adquiereno pierden electrones parao pierden electrones para lograr lalograr laconfguracin de gas nobleconfguracin de gas noble
Enlace inicoEnlace inico
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
4/130
Propiedades de las sustancias inicasPropiedades de las sustancias inicas
$.$. %resentan bajas conducti&idades el'ctricas en estado%resentan bajas conducti&idades el'ctricas en estadoslido y altas cuando estn undidas o en solucinslido y altas cuando estn undidas o en solucin
.. Los puntos de usin y ebullicin son relati&amenteLos puntos de usin y ebullicin son relati&amentealtosaltos
).). Son sustancias duras pero rgilesSon sustancias duras pero rgiles
*.*. Son sustancias generalmenteSon sustancias generalmentesolubles en disol&entes polaressolubles en disol&entes polares
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
5/130
+odelos de enlace+odelos de enlace ,o e-iste un modelo de enlace,o e-iste un modelo de enlace
sufcientemente poderoso para que sesufcientemente poderoso para que seaplique a todo tipo de sustanciaaplique a todo tipo de sustancia
ay tres modelos principales/ co&alente#ay tres modelos principales/ co&alente#inico y metlicoinico y metlico
Las sustancias pueden presentarLas sustancias pueden presentarpropiedades intermedias entre los ) tipospropiedades intermedias entre los ) tiposde enlacede enlace
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
6/130
Metlico (metal con metal)Metlico (metal con metal)
niconico
(metal con no metal(metal con no metal!!
+0 12
3o&alente3o&alente
(no metal con no metal!(no metal con no metal!1 / 1
M M M M
M M M MM M
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
7/130
MetlicoMetlico
InicoInico CovalenteCovalente
CsF Mg F2 AlF3 SiF4 PF5 SF6IF7 F2
Na2O BeF2 BF3 CCl4 NF3 OF2
ClF I2
Na3N
S
Na3PTe
Na3As
As
Na3Sb Sn
Na3Bi Ag
Li
Tomado de ChemialCons!!i!"!ion en# $a%&e' '
Po%!e% In!%od"!ion !oPh sial Ino% ani Chemis!%
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
8/130
Enlace inicoEnlace inico
4unque no 5ay una clara rontera entre enlace4unque no 5ay una clara rontera entre enlace
inicoinicoy co&alente# es con&eniente estudiar estos temas pory co&alente# es con&eniente estudiar estos temas por
separado# ya que las sales pueden ser analizadas aseparado# ya que las sales pueden ser analizadas atra&'s de un modelo que considera 6nicamentetra&'s de un modelo que considera 6nicamente
uerzasuerzaselectrstaticas mientras que el modelo co&alente seelectrstaticas mientras que el modelo co&alente sebasabasa
en la mecnica cuntica.en la mecnica cuntica.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
9/130
Modelo inicoModelo inico
Supone la existencia de iones (partculasSupone la existencia de iones (partculaselctricamente cargadas).elctricamente cargadas).
7 Se ha comprobado la existenciaSe ha comprobado la existenciade iones cuando un slido inicode iones cuando un slido inicose funde o se disuele.se funde o se disuele.
7 !n los slidos inicos el tama"o!n los slidos inicos el tama"oes una eidencia de #ue los iones existen$ %aes una eidencia de #ue los iones existen$ %a#ue corresponde al tama"o esperado para un in#ue corresponde al tama"o esperado para un in
!l xito de aplicar un modelo #ue supone la existencia!l xito de aplicar un modelo #ue supone la existencia
de iones$ tambin es una prueba de su existenciade iones$ tambin es una prueba de su existencia
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
10/130
Formacin de la salFormacin de la sal LiFLiF
Li+ F
Li+ F
--
tomo de litio tomo de flor
3 +
Ion Litio (Li+)
-
Ion Fluoruro(F-)
9 +
3 + 9 +
Los iones se ormanmediante una transerenciade electrones de un tomoque no retiene con muc5a
energa a los electrones( baja E..! con otro que si lo
5ace (alta 4.E.!
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
11/130
Modelo inicoModelo inico
La e-istencia de iones que se atraen conLa e-istencia de iones que se atraen conuerzasuerzas
electrostticas omnidireccionales uertes entreelectrostticas omnidireccionales uertes entreiones cargados# e-plica entre otras lasiones cargados# e-plica entre otras las
siguientes caractersticas/siguientes caractersticas/
Los altos puntos de usin.Los altos puntos de usin.
La ormacin de cristalesLa ormacin de cristalesslidos# duros y rgiles# los cuales e puedenslidos# duros y rgiles# los cuales e puedendisol&erse en sustancias polares como el aguadisol&erse en sustancias polares como el agua
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
12/130
Enlace inicoEnlace inico
Las uerzas electrostticas son muyLas uerzas electrostticas son muyuertes por lo que para romperlas seuertes por lo que para romperlas serequieren altas temperaturasrequieren altas temperaturas
El ormar cristales tridimensionalesEl ormar cristales tridimensionalescon altas energas de enlace loscon altas energas de enlace loscon&ierte en slidos duroscon&ierte en slidos duros
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
13/130
Los compuestos ionicos son cristales rgiles yLos compuestos ionicos son cristales rgiles y
no maleables# pues cuando por una uerzano maleables# pues cuando por una uerzasica e-terna mue&e a un in de posicin# sesica e-terna mue&e a un in de posicin# seencuentra con otro in de la misma carga# laencuentra con otro in de la misma carga# laestabilidad desaparece (repulsinestabilidad desaparece (repulsin
electrstatica!electrstatica!
Enlace inicoEnlace inico
0 002
+ - + -
+ - + -
+ -- + +
+ -
+ -
+ -
+ - + -
-
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
14/130
La solubilidad en disol&entes polares seLa solubilidad en disol&entes polares sepuede e-plicar como la ormacin depuede e-plicar como la ormacin deinteracciones electrostticas entre losinteracciones electrostticas entre losiones y los dipolos del disol&ente# como eliones y los dipolos del disol&ente# como elaguaagua
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
15/130
8ambi'n la e-istencia de iones e-plica que8ambi'n la e-istencia de iones e-plica queel enlace inico se orme entre metales yel enlace inico se orme entre metales yno metales. Los primeros tienen bajasno metales. Los primeros tienen bajasenergas de ionizacin por lo que tienden aenergas de ionizacin por lo que tienden a
ormar cationes# mientras que losormar cationes# mientras que lossegundos tienen altas afnidadessegundos tienen altas afnidadeselectrnicas# por lo que tienden a ormarelectrnicas# por lo que tienden a ormaraniones.aniones.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
16/130
7 Metales&Metales&
7 'o metales&'o metales&
Formacin del enlace inicoFormacin del enlace inicoentreentre
metales y no metales. metales y no metales.
8ienden a ormaraniones
4lta afnidadelectrnica %or lo tanto
9aja energa deionizacin
8ienden a ormarcationes%or lo tanto
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
17/130
La ormacin de cristalesLa ormacin de cristalestridimensionales se e-plica porque latridimensionales se e-plica porque la
orma permite ma-imizar las energas deorma permite ma-imizar las energas deatraccin y minimizar las energas deatraccin y minimizar las energas derepulsin.repulsin.
Los arreglos ms comunes de losLos arreglos ms comunes de loscristales son los siguientes/ estructuracristales son los siguientes/ estructura
del cloruro de sodio# b! estructura dedel cloruro de sodio# b! estructura decloruro de cesio# c! estructura de blendacloruro de cesio# c! estructura de blendade zinc y :urzita# d! estructura de lade zinc y :urzita# d! estructura de la;uorita y e! estructura del rutilo.;uorita y e! estructura del rutilo.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
18/130
l 'a
S n
l s
a) loruro de sodio !) loruro de cesio
c) Estructura de sulfurode "inc (!lenda de "inc)
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
19/130
S n
* a
,i
d) #ur"ita ($n%)
e) Fluorita aF&
f) 'utilo i&
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
20/130
Enlace inicoEnlace inico
!l enlace coalente es direccional!l enlace coalente es direccional
Los enlaces inicos sonfuertes % omnidireccionales(como sucede en un campoel'ctrico#
tiene la misma intensidad entodasdirrecciones!.
Enlace co&alente
(
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
21/130
!l enlace coalente es direccional %a #ue se forma!l enlace coalente es direccional %a #ue se formacuando dos orbitales se sobreponen para aumentar lacuando dos orbitales se sobreponen para aumentar ladensidad electrnica en una direccin determinada.densidad electrnica en una direccin determinada.-or lo tanto$ cuando los orbitales por su posicin-or lo tanto$ cuando los orbitales por su posicinespacial no pueden sobreponerse$ no ha% enlaceespacial no pueden sobreponerse$ no ha% enlace
Mientras #ue el enlace inico resulta de laMientras #ue el enlace inico resulta de laatraccin de iones con cargas opuestas$ % la cargaatraccin de iones con cargas opuestas$ % la cargapresenta la misma intensidad en todas direcciones$presenta la misma intensidad en todas direcciones$dando como resultado un enlace omnidireccionaldando como resultado un enlace omnidireccional
Enlace inicoEnlace inico
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
22/130
La ener*a ,ue se li!era cuando ionesLa ener*a ,ue se li!era cuando ionesde car*a opuesta en estado *aseoso sede car*a opuesta en estado *aseoso seunen se le conoce como ener*a deunen se le conoce como ener*a de
latice o ener*a de red cristalina (o)latice o ener*a de red cristalina (o)
'a +(g) + l(g) 'al
(s)
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
23/130
El clculo de la energa que une a losEl clculo de la energa que une a losiones de cargas opuestas en uniones de cargas opuestas en uncristal# no es sencillocristal# no es sencillo
En el laboratorio no es posible aislarEn el laboratorio no es posible aislar
iones gaseosos para que reaccioneniones gaseosos para que reaccioneny ormen un slidoy ormen un slido
ones sodio gas (0! ones 3l2 gas ,a3l slido
(sal de mesa!
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
24/130
Se puede 5acer un calculo indirectoSe puede 5acer un calculo indirectode la energa cristalinade la energa cristalina
e-perimentalmente# utilizando datose-perimentalmente# utilizando datosobtenidos en el laboratorio yobtenidos en el laboratorio yaplicando la Ley de essaplicando la Ley de ess
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
25/130
Ley de /essLey de /ess
!l!l calor de reaccincalor de reaccin (01 a presin(01 a presinconstante) liberado o absorbido esconstante) liberado o absorbido esindependiente de si la reaccin seindependiente de si la reaccin sellea a cabo en una$ dos o msllea a cabo en una$ dos o ms
etapasetapas
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_de_reacci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_de_reacci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Calor_de_reacci%C3%B3n&action=edit&redlink=1 -
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
26/130
MM+m+m(g)(g) + x+ xxx(g)(g) = Mx2m= Mx2m (slido)(slido)
%ara aplicar la Ley de ess en el clculo de%ara aplicar la Ley de ess en el clculo de
la >o# se requiere de plantear una seriela >o# se requiere de plantear una serie
de reacciones que lle&an a la ormacinde reacciones que lle&an a la ormacin
del compuesto ionico a partir de susdel compuesto ionico a partir de sus
elementos en sus estados ms estableelementos en sus estados ms estable
Ener*a de latice o ener*a de redEner*a de latice o ener*a de redcristalina (o)cristalina (o)
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
27/130
Se escribe la reaccin de formacin delSe escribe la reaccin de formacin delcompuesto ionico slido a partir de suscompuesto ionico slido a partir de suselementos en sus estados ms estableselementos en sus estados ms estables3uego se identi4can los iones #ue forman a3uego se identi4can los iones #ue forman ala salla salSe escriben los iones en la parte ms altaSe escriben los iones en la parte ms alta(er 4gura)(er 4gura)
%e le conoce como ciclo de%e le conoce como ciclo de
0orn1/a!er0orn1/a!er
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
28/130
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
29/130
iclo de 0orn1/a!ericlo de 0orn1/a!er
+
H U0
Hf
M (g)
M+
(g)
2 (g)
2
(g)
M (s) + 5 26 (g) M2 (s)
HEI(7era. !nerga de
ioni8acin)
HAE
(7era.
94nidadelectrnica)
HAM(sublimacin)
HA 2(disociacin 22)
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
30/130
%@E34>3=,ES%@E34>3=,ES
88=
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
31/130
39S !'!:;9>?' @ >S>9>?'39S !'!:;9>?' @ >S>9>?'
S' -S>,>A9SS' -S>,>A9S 39S !'!:;'>9>?' S' -S>,>A9S39S !'!:;'>9>?' S' -S>,>A9S 39S -:>M!:9S 9*>'>9!S !3!,:?'>9S39S -:>M!:9S 9*>'>9!S !3!,:?'>9S
-B!!' S!: '!;9,>A9S -!: 39S S!;B'9S-B!!' S!: '!;9,>A9S -!: 39S S!;B'9S
S>!M-:! S' -S>,>A9SS>!M-:! S' -S>,>A9S !' 39S ,9C39S (B9:S) ! 3S 3>C:S$ 39S!' 39S ,9C39S (B9:S) ! 3S 3>C:S$ 39S
9*>'>9!S !3!,:'>9S 9-9:!!'9*>'>9!S !3!,:'>9S 9-9:!!';!'!:93M!',! ' S>;' ',:9:>;!'!:93M!',! ' S>;' ',:9:>
9*>'>9 !3!,:?'>9 :!-:,99 !' ,9C39S = 9*>'>9 !3!,:?'>9 :!-:,99 !' ,9C39S = 01 9*>'>9 !3!,:?'>901 9*>'>9 !3!,:?'>9
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
32/130
2lculo de2lculo de HHff
La entalpa de formacin (Hf! de un compuestoinico de rmula +1 (con +0 y 12 !
puede calcular con cierta e-actitud utilizando el ciclode
9orn1aber# mediante la sumatoria de los Hin&olucrados en el proceso/HM (sublimacin) +
HXX(disociacin 22)+
HEI (7era. !nerga de ioni8acin)
+
H U0 +
HAE 7era. 94nidad electrnica
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
33/130
3mo sabemos si se3mo sabemos si seorma un slido inicoForma un slido inicoF
EL GEL GHf no permite determinar si seHf no permite determinar si seforma el compuesto, es la funcin deforma el compuesto, es la funcin deGibbs (Gibbs (GGG)G)
G =G =
H TH T
SS
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
34/130
" H I
" J I
" K I
La reaccin no es espontnea.La reaccin no puede darse.
La reaccin est en equilibrio.
La reaccin es espontnea.La reaccin puede darse.
3mo interpretar los 4alores de la3mo interpretar los 4alores de la
funcin de 5i!!s6funcin de 5i!!s6
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
35/130
Sin embargo# recordando queSin embargo# recordando que GGse defne con lase defne con lae-presin/e-presin/
G =G = H TH T
SS
3uando reacti&os di&ersos y al menos uno gaseoso #3uando reacti&os di&ersos y al menos uno gaseoso #
orman un slido# elorman un slido# elGS es negati&o por lo que el t'rmino 7GS es negati&o por lo que el t'rmino 7
8GS es positi&o y# por lo tanto# para que se orme la sal8GS es positi&o y# por lo tanto# para que se orme la sal elel
01 tiene #ue ser negatio % ma%or #ue ,0S01 tiene #ue ser negatio % ma%or #ue ,0S
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
36/130
Si un proceso ese-ot'rmico K I
y aumenta el desorden
(8 .S! HI" J 2 8 . S K I
El proceso serespontneo
El proceso noser espontneo
3mo afectan a la funcin de3mo afectan a la funcin de
5i!!s los si*nos de la entalpia y5i!!s los si*nos de la entalpia yentropiaentropia
Si el proceso esendot'rmico
H Iy disminuye el desorden
(8 .S! K I
" J 2 8 . S H I
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
37/130
Si un proceso ese-ot'rmico K I
y aumenta el desorden
( S! HI" J 2 8 S K I
El proceso serespontneo
El proceso noser espontneo
3mo afectan los si*nos de la3mo afectan los si*nos de la
entalpia y de la entropia a laentalpia y de la entropia a la
funcin de 5i!!s6funcin de 5i!!s6
Si el proceso esendot'rmico
H Iy disminuye el desorden
(8 .S! K I
" J 2 8 . S H I
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
38/130
La K I ya que se ormanenlaces muy uertes pero
aumenta el desorden( S! KI
%or lo tanto# " J 2 8S puede ser positi&o onegati&o# dependiendoque t'rmino pesa ms
El proceso puede serespontneo
o puede ser noespontneo
3a formacin de un slido inico$ es
espontnea cuando el alor absoluto de 1es ma%or al alor absoluto de ,
S$ %a #ueentonces el trmino postio resulta menor
#ue el trmino negatio % ;DE
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
39/130
Formacin del 7alFormacin del 7al
l&
(*as)
Na (slido) metal
7a +(*)7a(*)
l(*)
l-(*)
-e
+e
7al (s)
J 2 (enlace ms uertes!S J 2 (menor desorden
molecular!
" J 2 2 8 (2S!" J 2 0 8 S2 H 8 S# por lo tanto
; =
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
40/130
2lculo de2lculo de HHff para elpara el7al7al
HA'a (sublimacin)
HA l (disociacin ll)
HEI (7era. !nerga de ioni8acin)
H U0HAE(7era. 94nidad electrnica)
Hf
3a energa de formacin es la suma de lossiguientes trminos
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
41/130
iclo de 0orn1/a!er para eliclo de 0orn1/a!er para el
7al7al(s)(s)
'a (s) + 5 l6 (g)
'a (g) l (g)
l (g)'a+
(g)
+
HEI
(7era. !nerga de
ioni8acin)
HA l
(disociacin ll)
HAE
(7era.
94nidad
electrnica)
HBE
Hf'al (s)
HA'a
(sublimacin)
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
42/130
*U0 J 2M NOmol2$
HE!I! J 0*PQ NOmol2$
HA!E! J 2)*P NO
mol2$
HA l J 0$$ NOmol2$
HA 'a J 0$IR NOmol2$
Hf J 2)R$ NOmol2$
2lculo de Hfpara el 7al
3omo el HfK I y mayor al 8 ", el proceso es espontneo
* El clculo de U0 se explica ms adelante.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
43/130
GGff de al*unos compuestosde al*unos compuestos
ionicosionicos
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
44/130
3e8iste el 7al3e8iste el 7al&&66
3omo el HfH I el proceso
no es espontneo
La estabilizacinadicional
(H2AE) de la red cristalina
no es suciente paracompensar la seundaener!a de ionizacin
(HE"2).
*U0 J 2 $RI NOmol2$
*U0 J 2 $RI NOmol2$
HA 'a J 0$IR NOmol2
$
HE!I!# J 0*PQ NOmol2
$
HE!I!$ J 0* MQ NOmol2
$
$HA!E!
HAl
J
J
2QPR NOmol2$
0* NOmol2$
Hf J 0 M)I NO
mol2$
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
45/130
,tese que las energas de ionizacin aumentandramticamente cuando los electrones que se pierden# no son
de la capa de &alencia sino de una ms interna# como es el casodel sodio en el ,a3l
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
46/130
=bser&e que la suma de >o 0 T E. para sales de 5alogenuros indican&alores ms negati&os y# por lo tanto# ms estables para ,a1 ($U amilia! #+g1( U amilia! y 4l1) ($) a&aamilia!. ,o se sum la 4E de 1 (5algeno!
pues es negati&o y es un actor constante negati&o para todos los casos
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
47/130
3a entalpa de formacin3a entalpa de formacinHHff del a* es negatiadel a* es negatia
3Por ,u9 e8iste el aF3Por ,u9 e8iste el aF&&y no e8iste el aF6y no e8iste el aF6
*U0
J 2PM NOmol2$
HE!I! J 0MPI NOmol2$
HA!E! J 2)R NOmol2$
HA * J 0P NOmol2$
HA a J 0$R NOmol2$
Hf J 2Q NOmol2$
Si la Hf % 0 se esperara que se ormara el 3aV#pero entonces Wporqu' se orma el 3aVF
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
48/130
3a3a HHffdel a*6 es ms faorable la de a*del a*6 es ms faorable la de a*
Se orma la sal ms estable (menor energa de ormacin ySe orma la sal ms estable (menor energa de ormacin yde "ibbsde "ibbs Es como una pelota que sigue cayendo 5asta el menorEs como una pelota que sigue cayendo 5asta el menor
escaln# el compuesto que se orma es el ms estableXescaln# el compuesto que se orma es el ms estableX(energa gra&itacional ms negati&a!(energa gra&itacional ms negati&a!
3aV 3aV 0 3a J 2$I J 2MMI J I
rJ 2QI NO mol2$
%orque la entalpa de ormacin del 3aV%orque la entalpa de ormacin del 3aVesesmuc5o ms grande (ms negati&a! que lamuc5o ms grande (ms negati&a! que ladel 3aVdel 3aV
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
49/130
Modelo del enlace inico
4 partir de los postulados de la e-istencia departir de los postulados de la e-istencia deiones se desarroll un modelo terico# a partiriones se desarroll un modelo terico# a partirdel cual# se puede calcular >del cual# se puede calcular >II
El &alor calculado tericamente de >o seEl &alor calculado tericamente de >o sepuede contrastar con los &alorespuede contrastar con los &alorese-perimentales obtenidos con el ciclo de 9orn2e-perimentales obtenidos con el ciclo de 9orn2
aber# para darle &alidez al modelo si 5ayaber# para darle &alidez al modelo si 5ayconcordancia entre los &aloresconcordancia entre los &alores
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
50/130
Modelo del enlace inico
8ambi'n la contrastacin de los &alores8ambi'n la contrastacin de los &aloresobtenidos con el modelo respecto a &aloresobtenidos con el modelo respecto a &alorese-perimentales permite ee-perimentales permite e&aluar si un&aluar si uncompuesto tiene carcter inico/compuesto tiene carcter inico/
Se calcula la >o terico y se utiliza este &alor paraobtener la energa de ormacin. La concordanciacon &alores medidos en el laboratorio en un
calormetro con el calculado tericamente sir&e debase para e&aluar si se puede suponer que esinico
2l l i d l 2l l t i d l
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
51/130
Si dos cargas de signo contrario se encuentran# deSi dos cargas de signo contrario se encuentran# deacuerdo aacuerdo a
LaLa le% de oulomble% de oulomb# se &an a atraer con una uerza/# se &an a atraer con una uerza/
7
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
52/130
3omo#3omo# !nerga = *uer8a F istancia!nerga = *uer8a F istancia# se# setiene/tiene/
E J qE J q$$ZqZqZ rZ r J qJ q$$ZqZq
Si consideramos queSi consideramos que # = # = GGee# donde/# donde/
7 es el n6mero de protones o electrones perdidoses el n6mero de protones o electrones perdidos([0! o ganados ([2! por el in.([0! o ganados ([2! por el in.
7 eees la carga de un electrnes la carga de un electrn
E8plicacin del 4alor deE8plicacin del 4alor de UU00
rr
rr
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
53/130
Se obtiene/Se obtiene/
A esta es la energA esta es la energa que se libera cuando sea que se libera cuando seormaormaun par inico.un par inico.
Si en lugar de un par inico imaginamos unSi en lugar de un par inico imaginamos uncristalcristal
unidimensional en la direccunidimensional en la direcciin del ejen del ejexx##tenemos/tenemos/
E8plicacin del 4alor deE8plicacin del 4alor de UU00
- +- +
r
- +- +
r
-
EJ
[0 e 0 [2er
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
54/130
E8plicacin del 4alor deE8plicacin del 4alor de UU00
E-isten muc5as atracciones y muc5as repulsionesE-isten muc5as atracciones y muc5as repulsionesen que las cargas son las mismas pero las distanciasen que las cargas son las mismas pero las distancias
cambian.cambian. Lo que produce una suma y resta de atracciones# yLo que produce una suma y resta de atracciones# y
dede repulsiones electrostticas.repulsiones electrostticas.
- +- +- +- +
:traccin 'epulsin & r
'epulsin ;r:traccin < r
'epulsin & r
-
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
55/130
3onsiderando que3onsiderando que # = e# = eyy ! =! = HHBoBo
Si sacamos al actor com6nSi sacamos al actor com6nqueda/queda/
E8plicacin del 4alor deE8plicacin del 4alor de UU00
HH >o J ( [>o J ( [00[[22ee! 0 ([! 0 ([00[[22ee! 2 ([! 2 ([00[[22ee! 0 ([! 0 ([00[[22ee! ...! ...
rr rr )r )r *r*r
HH II JJ
77 rr
99 = (factorgeomtrico)
6 K L6 K L77 ++ 77 77 ++ 7 ...7 ...HH Bo =Bo =( ( ++ee66))
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
56/130
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
57/130
Si se quiere calcular la > en unidadesSi se quiere calcular la > en unidadesinternacionales (joules\mol o Njoules\mol# 5ayinternacionales (joules\mol o Njoules\mol# 5ayque adicionar un actor que es/que adicionar un actor que es/
*]*] EoEo
E8plicacin del 4alor deE8plicacin del 4alor de UU00
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
58/130
Valor de AValor de Apara el 7alpara el 7al
AApara el ,a3l con coordinacin Q/Q J $.*MQpara el ,a3l con coordinacin Q/Q J $.*MQ 3asi el doble que para un par inico donde es3asi el doble que para un par inico donde es
J $J $
= l d l f 9 i (A) l
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
59/130
=alores del factor *eom9trico (=alores del factor *eom9trico (AA) para las) para lasformas *eom9tricas m2s comunesformas *eom9tricas m2s comunes
!structura 'um. oord. AA(factor geomtrico)
3loruro de3loruro desodiosodio
Q/Q $.*MQ
3loruro de3loruro decesiocesio R/R $.QQ
9lenda de zinc9lenda de zinc */* $.Q)RIQ
:urzita:urzita */* $.Q*$)
;uorita;uorita R/* $.M$P)P
rutilorutilo Q/) .*IR
corundocorundo Q/* *.$$P
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
60/130
1asta ahora en la deduccin de la1asta ahora en la deduccin de laecuacin de Bo$ se ha considerado #ueecuacin de Bo$ se ha considerado #uelos iones son cargas positias o negatiaslos iones son cargas positias o negatiassin los electrones externossin los electrones externos
Se debe corregir esta simpli4cacin$Se debe corregir esta simpli4cacin$considerando #ue ha% una energa deconsiderando #ue ha% una energa derepulsin entre las nubesrepulsin entre las nubes
B = (energa resultante de las atraccionesB = (energa resultante de las atracciones% repulsiones electrostticas) + energa% repulsiones electrostticas) + energade repulsiones entre las nubesde repulsiones entre las nubes
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
61/130
- +e-@E%>LS^, E,8@E
,>9ES 3LE=S +-
e- e-
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
62/130
Las repulsiones entre iones se deben tanto a lasLas repulsiones entre iones se deben tanto a lascargas electrostticas lo cual se considera en lacargas electrostticas lo cual se considera en laparte de la ecuacin ya calculada# como a lasparte de la ecuacin ya calculada# como a lasnubes denubes deelectrones que rodean los n6cleos que 5ay queelectrones que rodean los n6cleos que 5ay queadicionar a la ecuacinadicionar a la ecuacin
3onstante3onstantede repulsin entre nubesde repulsin entre nubes((CC!!
'epulsin'epulsinentreentre ionesiones
>repulsin entre nubes 9rnJ
- +- - +
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
63/130
9J constante que es porporcional a la uerza
de repulsin entre nubes rJ distancia entre los dos iones nJ e-ponente de 9orn# que &ara de M a $ y
e-presa la compresibilidad del ion
>repulsin entre nubes 9
rnJ
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
64/130
%ara su clculo se utiliza la ecuacin del >#%ara su clculo se utiliza la ecuacin del >#para el punto mnimo (cur&a de E. +orse2para el punto mnimo (cur&a de E. +orse23ondon!.3ondon!.
En el punto mnimo de la cur&aEn el punto mnimo de la cur&a
cuando r J rcuando r J rII
'epulsin'epulsinentre nu!esentre nu!es((BB))
ddrr
dB
=
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
65/130
ur4a de ener*a Morse-ondon
Energa de repulsin
Energa de atraccin
o
- +
o
rro
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
66/130
4 continuacin se presenta4 continuacin se presentalos clculos de 9los clculos de 9
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
67/130
> atracciones y repulsiones entre ncleos + repulsin entre nu!es de electrnes
>?
@r + rn?
&
>:7$+$-e&
+70*Eo rnAAAAA*Eo r
Sustituyendo por _$y _todas las &ariables que no tienen relacincon r
Se deri&a
d>\dr>
?@
r& -2
n?&
rn+@
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
68/130
> atracciones y repulsiones entre ncleos + repulsin entre nu!es de electrnes
>B
@r + rnB
&
d>\dr>B@r& -2
nB&rn+@
>:7$+$-e&
+70*Eo rnAAAAA*Eo r
Sustituyendo por _$y _todas las &ariables que no tienen relacincon r
Se deri&a
dCdr > -:7$+$-e&
*Eo r&-
n70 *Eo rn+@
AAAAA
Se sustituyen los &alores de las constantes
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
69/130
-:$+$-e&rn+@-&
n0>
dCdr > D > -:7$+$-e&
*Eo r& -n70
*Eo rn+@AAAAA
n70 *Eo rn+@
AAAAA :7$+$-e&-
*Eo r &J 2
0 :$+$-e&-
n r &J 2 r
n+@
-:$+ $- e& r n-@n0>
dCdr > D en el mnimo de la cur4a cuando > oy r > ro
:$+ $ & @
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
70/130
o >:7$+$-e&
ro:7$+$-e&
*Ero
n
-:$+ $- e& ro n-@n0 >
o >:7$+$-e&
+70*Eo ro
n
AAAAA*Eo ro
>:7$+$-e&
+ 7*Eo ron*Eo ro
-:$+ $- e& ron-@nAAA
*Eo
( !
o >:7$+$-e&
ro*Eo($2 $\n!
Se sustituye este &alor en la ecuacin de 9orn2Land'/
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
71/130
o >:7$+$-e&
*Eo ro(@ - @n )
Ecuacin de 9orn2Land'
%ara calcular la energa de latice
tambi'n llamada energa de redcristalina (tridimensional!
E8ponente de 0ornE8ponente de 0orn (n)(n)
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
72/130
E8ponente de 0ornE8ponente de 0orn (n)(n)La repulsin es proporcional a la compresibilidad delLa repulsin es proporcional a la compresibilidad del
inin
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
73/130
Efciencia deEfciencia deempaque y lticesempaque y ltices
cristalinascristalinas
3lculo del actor3lculo del actorgeom'trico 4geom'trico 4
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
74/130
La orma de los cristales tridimensionalesLa orma de los cristales tridimensionales(ltices!(ltices!
est determinado por/est determinado por/
Modelo inicoModelo inico
+a-imizar
Vuerzas derepulsin+inimizar
Vuerzas deatraccin
EmpaquetamientoEmpaquetamiento
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
75/130
EmpaquetamientoEmpaquetamiento
3uando el cristal est ormado por iones# laspartculas con cargas el'ctricas del mismo signo seseparan para minimizar las repulsiones dejandoespacios que ocupan los iones de carga contraria.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
76/130
Vormas deVormas de
empaquetamientoempaquetamiento Si se consideran a los iones y tomosSi se consideran a los iones y tomos
como eseras compactas# se puedecomo eseras compactas# se puedeencontrar arreglos geom'tricos msencontrar arreglos geom'tricos msefcientes que otrosefcientes que otros
Vormas deVormas de
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
77/130
Vormas deVormas deempaquetamientoempaquetamiento
!emplo&!emplo& Si monedas del mismo tama"o seSi monedas del mismo tama"o se
organi8an para #ue #ueden loorgani8an para #ue #ueden lo
ms pegado una de otro$ sems pegado una de otro$ seencuentra #ue el nNmero deencuentra #ue el nNmero decoordinacin ptimo es O &coordinacin ptimo es O &
Vormas deVormas de
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
78/130
Vormas deVormas deempaquetamientoempaquetamiento
Esa orma de empaquetamiento para un cristal inicodimensional tendra la siguiente orma
+
,6mero de coordinacin
Vormas deVormas de
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
79/130
%ara tomos sin carga como en los cristalesmetlicos esta orma 5e-acoordinada es muyestable pero si tienen cargas no es el ms estableya que se encontraran iones de la misma carga y
se crearan repulsiones. Es por esto que sepresenta un reacomodo a una estructura msestable de coordinacin *
Vormas deVormas deempaquetamientoempaquetamiento
7mero de coordinacin ;
+ - + -
+ - + -
+ -- +
+
+ -
+ -
+ -
+ - + -
-
7mero de coordinacin
3uando el arreglo es en ) dimensiones se obtienen las3uando el arreglo es en ) dimensiones se obtienen lassiguientes ormas empacadas que son las mssiguientes ormas empacadas que son las ms
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
80/130
siguientes ormas empacadas# que son las mssiguientes ormas empacadas# que son las ms`tpicastpicaspara cristales metlicos ormados por tomospara cristales metlicos ormados por tomossin carga /sin carga /
c6bica estrec5amente empacadac6bica estrec5amente empacada 5e-agonal estrec5amente empacada5e-agonal estrec5amente empacada
Empaque 36bicoEmpaque 36bico
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
81/130
Empaque 36bicoEmpaque 36bicocompactocompacto
77
66
KK LL
P O
Q
R :
0
77
66KK LL
PP OO
RR
RR OO
PP 66KK
LL
77
E 5 lE 5 l
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
82/130
Empaque 5e-agonalEmpaque 5e-agonalcompactocompacto
apa a
apa a
apa !
e empaquetam ento a ugare empaque am en o a ugara dierentes ormas de celdasa dierentes ormas de celdas
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
83/130
0I: %IMPLE
/EG:57:L
'M0H'I:'ILJ7I:
a dierentes ormas de celdasa dierentes ormas de celdas(unidad que se repite en el(unidad que se repite en el
cristal!cristal!
4rreglo de los iones4rreglo de los iones
http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras%20cristalinas/triclinica.htmlhttp://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras%20cristalinas/romboedrica.htmlhttp://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras%20cristalinas/hexagonal%20red.htmlhttp://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras%20cristalinas/cubica%20simple.html -
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
84/130
4rreglo de los iones4rreglo de los iones
LosLos cationescationes (m(m22s peques pequeKKos!os!ocupan los 5uecos ormados porocupan los 5uecos ormados porel arreglo de los anionesel arreglo de los aniones(generalmente m(generalmente m22s grandes!s grandes!
En consecuencia# los cationesEn consecuencia# los cationes
generalmente se acomodan engeneralmente se acomodan enlos 5uecos tetralos 5uecos tetra99dricos udricos uoctaocta99dricos que orman losdricos que orman losanionesaniones
%uede darse el caso contrario en%uede darse el caso contrario en
que los sitios de las cationes esque los sitios de las cationes esocupado por aniones# aunqueocupado por aniones# aunquelos cristales no son tan estableslos cristales no son tan estables
+
-
-- -
uecotetra'drico
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
85/130
RR OO
PP 66KK
LL
77 ueco octa'dricodonde cabe uncatin
:rre*los m2s comunes de los cristales ,ue:rre*los m2s comunes de los cristales ,ue
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
86/130
Estructura del cloruro de sodioEstructura del cloruro de sodio
Estructura de cloruro de cesioEstructura de cloruro de cesio
Estructura de blenda de zinc (suluro de zinc! yEstructura de blenda de zinc (suluro de zinc! y
:urzita:urzita
Estructura de la ;uoritaEstructura de la ;uorita
Estructura del rutilo.Estructura del rutilo.
:rre*los m2s comunes de los cristales ,ue:rre*los m2s comunes de los cristales ,ueminimi"an las repulsiones ya ma8imi"an lasminimi"an las repulsiones ya ma8imi"an las
atraccionesatracciones
:rre*los m2s comunes de los:rre*los m2s comunes de los
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
87/130
:rre*los m2s comunes de los:rre*los m2s comunes de loscristalescristales
loruro desodio
l s
loruro de
cesio
l 'a
:rre*los m2s comunes de los:rre*los m2s comunes de los
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
88/130
:rre*los m2s comunes de los:rre*los m2s comunes de loscristalescristales
!structura de sulfuro de8inc (blenda de 8inc)
ur8ita
S n
S n
it 9l d d i it 9l d d i
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
89/130
urzita &s 9lenda de zincurzita &s 9lenda de zinc
urzita
9lenda de zinc
:rre*los m2s comunes de los:rre*los m2s comunes de los
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
90/130
:rre*los m2s comunes de los:rre*los m2s comunes de loscristalescristales
* a
*luorita
,i
:utilo
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
91/130
Los aniones y cationes se acomodan enLos aniones y cationes se acomodan enestructuras tridimensionales queestructuras tridimensionales queminimicen las repulsiones y ma-imicen lasminimicen las repulsiones y ma-imicen lasatracciones# y la orma depende de laatracciones# y la orma depende de larelacin entre el tama?o del anin y delrelacin entre el tama?o del anin y delcatincatin
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
92/130
%ara calcular el 5ueco o intersticio%ara calcular el 5ueco o intersticio
octa'drico# en una red cristalinaocta'drico# en una red cristalinaestrec5amente empacada# seestrec5amente empacada# seutiliza la geometrautiliza la geometra
/ueco octa9drico
3cu2l es la relacin entre el radio del
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
93/130
3cu2l es la relacin entre el radio delanin y del catin o 4ice4ersa6
--
-
- +
-
-
- -
--
+
&r
r-+&r+
r-
&r
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
94/130
&r-
r-+&r+
r-
- -
--
+
r-+&r
+r-
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
95/130
La relacin de radios da un &alor lmite a la
estabilidad de los empaques# ya que un&alor mayor I.*$* garantiza que losaniones no se toquen y permiten al catinocupar el 5ueco en estructurasocta'dricas. Los cationes ms peque?osocuparn los intersticios en estructurastetra'dricas con una relacin r0\r2 de
I.M (&alor que se calcula de ormasimilar a la ya se?alada!.
En la siguiente tabla se presentanEn la siguiente tabla se presentan
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
96/130
g pg plos &alores lmites que presentan laslos &alores lmites que presentan las
dierentes estructuras/dierentes estructuras/
r0\r2 r2\r0
@elacin de radios@elacin de radios
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
97/130
@elacin de radios@elacin de radios
EjemplosEjemplos
7 %ara ,a3l la%ara ,a3l larelacin r0\r2 es derelacin r0\r2 es de
I.QP con ,.3. de QI.QP con ,.3. de Q
7 En 3s3l la relacinEn 3s3l la relacin
r0\r2 es de $.IR conr0\r2 es de $.IR con,. 3. R,. 3. R
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
98/130
>n ejemplo/>n ejemplo/
7 %rimero se obtienen los radios%rimero se obtienen los radios
(de la bibliograa!(de la bibliograa!
7 3on los radios se calcula el &alor de3on los radios se calcula el &alor dela relacin de radios r0\r2 y r2\r0la relacin de radios r0\r2 y r2\r0
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
99/130
Se busca a que tipo de geometraSe busca a que tipo de geometracorresponde la r0\r2 y cual es lacorresponde la r0\r2 y cual es laestructura y una &ez que se conoce seestructura y una &ez que se conoce sepuede buscar la 4 y con la ecuacin depuede buscar la 4 y con la ecuacin de
9orn2Land' calcular la >o9orn2Land' calcular la >or+Tr rTr+
(8i=!
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
100/130
W3mo se calculan los radiosW3mo se calculan los radios
inicosFinicosF
6
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
101/130
El radio inico es muy 6til# pero Wcmo sepuede calcularF
,o es posible sacar la cinta m'trica paradefnir donde empieza el cation y donde elanin.
Se puede obser&ar en los 5aluros alcalinosque todos ellos cristalizan en la estructuradel cloruro de sodio e-cepto el 3s9r# 3s3l y
3s que adoptan la estructura del clorurode cesio. Los &alores de romedidos porrayos 1 crecen proporcionalmente.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
102/130
Los resultados indican que el radio inico presenta
cierta constancia y que si se calcula un radioinico de un elemento# el resto se pueden calcular
por dierencia.
Land9 propuso para calcular un radio suponer ,ue en el LiI
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
103/130
p p p p ,se est2n casi pe*ando los aniones y cationes y ,ue se puedecalcular el radio *eom9tricamente
& ro
& r- os ;o> &r-C&ro
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
104/130
os ;o> &r-C&ro
ro J dato e-perimental
3os *M J $\&
(
Se puede calcular r2# ya que/
JI.LI
%auling lo calcul considerando que el
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
105/130
%auling lo calcul considerando que elradio es in&ersamente proporcional a lacarga nuclear eecti&a#
$N+r+>$N-r-
A se sabe que el radio es la suma del radiodel catin y del radio del anin
r0 0 r2J ro
con lo cual se obtienen dos ecuaciones condos incgnitas
4 continuacin se presenta el ejemplo del
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
106/130
espu9s se escri!e la ecuacin$N+r+>$N-r-
O la ecuacin r+ + r-> ro
4 continuacin se presenta el ejemplo del,aV/En primer t'rmino se calculan las cargaseecti&as tomando en cuenta todos loselectrones
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
107/130
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
108/130
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
109/130
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
110/130
La constante para calcular la carga nuclear
es igual para todos los iones isoelectrnicos(del mismo periodo! por lo que la constante
es la misma para todos ellos y puedeaplicarse para calcular los radios
Sin embargo# no es lo mismo tener ionesuni&alentes (con una carga! que di&alenteso tri&alentes pues se acercan ms y el radio
disminuye
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
111/130
3uando iones son isolectrnicos conotros uni&alentes se calcula el radiocon la misma constante pero 5ay
que corregir. %or ejemplo la rodel+g= si se calcula con la constante de,aV# resulta de MR pm# cuando en
la realidad es menor
%ara todos los iones isoelectrnicos con el,e (I2# V2# ,a0# +g0# 4l)0!. El &alor de la
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
112/130
r+g0 0 r=2J R 0 $Q J MR
constante es Q$*# y utilizndola el radio sepuede calcular con la siguiente rmula
%ara el +g0y el =2el radio se puede
estimar como sigue/
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
113/130
@adio e-perimental del +g= J QM 0 $*I J
IM
Esta dierencia se debe a que el ,aV tieneiones uni&alentes (con una carga cada
uno! y el +g= son dos iones di&alentes(con dos cargas cada uno!# lo cualaumenta la uerza de atraccin ydisminuye el tama?o
Se puede obtener un actor de correccin#bt i d l d l i di idi d l
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
114/130
roJ ( 2n9\4[0
[2
e
!$\n2$
roJ (n9\4e! $\n2$ (2$\[0[2! $\n2$
roJ r uni&alenteZ correccin por eecto de carga
obteniendo el ro de la ecuacin y di&idiendo las&ariables en las que estn relacionadas al radio delas que no lo estn
-:$+ $- e& ro n-@n0 >
4plicndolo al +g=
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
115/130
4plicndolo al +g=
roJ MR Z correccin por eecto de carga
correccin por eecto de carga J (2
$\0
2
!$\2$
3orreccin por eecto de carga J ($\*!$\Q J I.P*
roJ MR Z I.P* J IM
4 continuacin se presenta como se obtiene el actorde correccin a partir de la ecuacin de 9orn Land'.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
116/130
3opiado te-tualmente del libro Bumica norgnicade Oames u5eey
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
117/130
3uando el anin contiene o-genos(o-ianin! y no tiene un radiodeterminado# se calcula el rodespejndolode la ecuacin de 9orn2Lande y se le resta
el &alor del catin para obtener el delanin.
4 estos radios se les conoce comotermoqumicos
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
118/130
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
119/130
VuerzasVuerzas
BumicasBumicas@eglas de Vajans@eglas de Vajans
@eglas de Vajans@eglas de Vajans
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
120/130
@eglas de Vajans@eglas de Vajans
Es probable que en todo enlaceEs probable que en todo enlace5eteronuclear se presente una mezcla de5eteronuclear se presente una mezcla decarcter inico y co&alentecarcter inico y co&alente
Seg6n la teora de_asimir Vajans# sepuede suponer alenlace como inico y
despu's corregirconsiderando elporcentaje decarcter co&alente.
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
121/130
Las reglas de Vajans#Las reglas de Vajans#
%ermiten calcular el porcentaje de%ermiten calcular el porcentaje decarcter co&alentecarcter co&alente
en los compuestos inicos.en los compuestos inicos.
3uando un anin es sufcientemente grande3uando un anin es sufcientemente grande
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
122/130
3uando un anin es sufcientemente grande3uando un anin es sufcientemente grandey el n6cleo no atrae los electrones e-ternosy el n6cleo no atrae los electrones e-ternos
(alta carga y radio grande! se considera(alta carga y radio grande! se consideraque es polarizableque es polarizable `blando`blando
4l unirse el anin electrostticamente con4l unirse el anin electrostticamente conuna catin que tiene alta carga y peque?ouna catin que tiene alta carga y peque?otama?o# por lo que es polarizantetama?o# por lo que es polarizante
(ablandador!# se deorma su nube de(ablandador!# se deorma su nube de
electrones y se orma en cierto grado unaelectrones y se orma en cierto grado unasuperposicin (enlace co&alente! quesuperposicin (enlace co&alente! quereduce la energa de lticereduce la energa de ltice
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
123/130
cationes con alto potencialcationes con alto potencial
inicoJ [inicoJ [00\r\r00
0)
00
2222
0
0) 2
@eglas de Vajans@eglas de Vajans
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
124/130
@eglas de Vajans@eglas de Vajans >n catin es ms polarizante>n catin es ms polarizante
(ablandador del anin! cuando /(ablandador del anin! cuando /
7 La carga positi&a es mayor y el radioLa carga positi&a es mayor y el radiomenor (a mayor potencial inico J q\r0!menor (a mayor potencial inico J q\r0!
7 El catin tiene electrones d o # ya queEl catin tiene electrones d o # ya que
apantallan menos al n6cleoapantallan menos al n6cleo(responsable de la carga 0! y le restan(responsable de la carga 0! y le restanmenos cargamenos carga
@eglas de Vajans@eglas de Vajans
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
125/130
3uando se tiene un catin peque?o y con3uando se tiene un catin peque?o y conalta carga (ej. 4lalta carga (ej. 4l)0)0# 9e# 9e(0(0! deorma ms! deorma mscilmente a los aniones (mayor potencialcilmente a los aniones (mayor potencial
inico!. En cambio# cuando el catin esinico!. En cambio# cuando el catin esgrande y presenta una baja carga (ej. 9agrande y presenta una baja carga (ej. 9a(0(0##3e3e00!# la deormacin del anin es muc5o!# la deormacin del anin es muc5omenor.menor.
+ n + (n+!) + (n+")
M2s P.I. M2s P.I
@eglas de Vajans@eglas de Vajans
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
126/130
Entre dos cationes con una relacinEntre dos cationes con una relacinde carga\radio similar# ser msde carga\radio similar# ser ms
polarizante el que presente unapolarizante el que presente unaconfguracin electrnica tpica de losconfguracin electrnica tpica de loselementos de transicinelementos de transicin7 Ej. El gEj. El g00es ms polarizante que el 3aes ms polarizante que el 3a00
siendo que tienen prcticamente elsiendo que tienen prcticamente elmismo radio ($I y $II pmmismo radio ($I y $II pmrespecti&amente!.respecti&amente!.
3onfguracin electrnica3onfguracin electrnicad l tidel catin
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
127/130
del catin.del catin.
Esto se debe a que en los elementos transicionalesEsto se debe a que en los elementos transicionales5ay orbitales5ay orbitales ddocupados# y estos electrones noocupados# y estos electrones no`apantallan tanto como lo 5acen los orbitales`apantallan tanto como lo 5acen los orbitales ssyy
p#p#por lo que la carga positi&a del n6cleo es mspor lo que la carga positi&a del n6cleo es msuerte que en el caso de iones de metalesuerte que en el caso de iones de metales
representati&os y polariza ms cilmente al anin.representati&os y polariza ms cilmente al anin.
4pantallamiento
>n oco de M :atts de potenciaEl eecto de lacarga del n6cleo de
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
128/130
pda dierente luz dependiendo eltipo de pantalla que tenga la
lmpara
carga del n6cleo deun in es dierentedependiendo del
eecto pantalla delos electrones
@eglas de Vajans@eglas de Vajans
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
129/130
@eglas de Vajans@eglas de Vajans En el caso de los aniones# son msEn el caso de los aniones# son ms
polarizables (se ablandan ms!polarizables (se ablandan ms!cuando /cuando /
7 La carga negati&a es mayorLa carga negati&a es mayor
7 El radio es mayorEl radio es mayor
3arga alta y tama?o grande3arga alta y tama?o grandedel anindel anin
-
7/23/2019 Enlace Ionico Sem 14-2 COMPLETO
130/130
del anin.del anin.
La polarizabilidad de un anin estaLa polarizabilidad de un anin estarelacionada con su blandura y a su &ez conrelacionada con su blandura y a su &ez conel carcter co&alente del enlaceel carcter co&alente del enlace
Esto signifca que entre ms grande yEsto signifca que entre ms grande ycargado ser ms cil deormarlo y 5abrcargado ser ms cil deormarlo y 5abrms superposicin de orbitalesms superposicin de orbitales(co&alencia!(co&alencia!
- (n+")- (n+!)- n
M2s !lando M2s !lando