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Enlaces y Moléculas
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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1
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Estos agregados constituidas por dos o
más átomos se conocen como
moléculas y las fuerzas que las
mantienen unidas se conocen como
enlaces.
Electronegatividad
Un elemento electronegativo atrae electrones.
Un elemento electropositivo libera electrones.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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La electronegatividad es una medida de la
habilidad de un elemento de atraer electrones
cuando esta enlazado a otro elemento.
RECORDANDO…
Escala de electronegatividad
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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La electronegatividad aumenta de izquierda a
derecha en la tabla periódica.
La electronegatividad disminuye al
bajar en un grupo.
Covalente
comparte e-
Covalente polar
transferencia parcial de e-
Iónico
transferencia e-
Aumento en la diferencia de electronegatividad
0 ─── ≤ 0.4 ─── < 1.7 ── > Iónico
Cov. No-polar Cov. polar
Clasificación de enlaces
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Enlace Iónico
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Enlace
Iónico
Un enlace iónico es la fuerza de la
atracción electrostática entre iones de
carga opuesta.
Iones
libres
Estos enlaces pueden ser bastante
fuertes pero muchas sustancias iónicas
se separan fácilmente en agua,
produciendo iones libres.
Iones
• Los metales pierden sus electrones de valencia para formar cationes:
• Esta perdida de electrones se llama oxidación.
• Na . Na+ + e- sodio
• Mg: Mg2+ + 2 e- magnesio
• : Al .
Al 3+ +
3 e- aluminio
07/04/2015 UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Formación de Aniones
• Los no metales ganan electrones y adquieren la configuración de gas noble:
• Este proceso se llama reducción.
• : Cl . + e- : Cl : - cloruro
: O : + 2e- : O : 2- oxido
• :N . + 3e- : N : 3- nitruro
07/04/2015 UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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. .
. .
: :
: :
Importancia de los iones
• Muchos iones constituyen un porcentaje ínfimo del peso vivo, pero desempeñan papeles centrales.
• El ion potasio (K+) es el principal ion con carga positiva en la mayoría de los organismos, y en su presencia puede ocurrir la mayoría de los procesos biológicos esenciales.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Cl– (anión)
K+ (catión)
Enlace Covalente
• Los enlaces covalentes están formados por pares de electrones compartidos.
• Un átomo puede completar su nivel de energía exterior compartiendo electrones con otro átomo.
• En los enlaces covalentes, el par de electrones compartidos forma un orbital nuevo (llamado orbital molecular) que envuelve a los núcleos de ambos átomos.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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En un enlace de este tipo, cada electrón pasa parte de su tiempo alrededor de un núcleo y el resto alrededor del otro.
Así, al compartir los electrones, ambos completan su nivel de energía exterior y neutralizan la carga nuclear.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Estructuras de Lewis
En 1916 G. N. Lewis propuso que los átomos se combinan para generar una configuración
electrónica más estable.
La máxima estabilidad resulta cuando un átomo es isoelectrónico con un gas noble.
Un par electrónico que es compartido entre dos átomos constituye un enlace covalente.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Regla del octeto
Esta regla es muy útil en casos que involucran átomos como C, N, O, y F.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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F : F : : ..
..
..
..
Al formar compuestos, los átomos ganan,
pierden, o comparten electrones para producir
una configuración electrónica estable
caracterizada por 8 electrones de valencia.
ejemplo
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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C . . .
. F : ..
.. .
Al combinar un carbono (4 electrones de valencia) y
cuatro átomos de fluor (7 electrones de valencia)
la estructura de Lewis para CF4 queda así:
: F : ..
.. C
: F : ..
..
: F : ..
.. : F : ..
..
Se cumple la regla del octeto para el carbono y fluor.
ejemplo
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Es una práctica común representar un enlace
covalente por una linea. Así, se puede escribir:
: F : ..
.. C
: F : ..
..
: F : ..
.. : F : ..
..
..
C F
F
F
F
..
..
..
.. : :
: :
: :
..
como
Ejemplos inorgánicos
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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C : : : O
.. : O
.. : : C : O
..
O
.. :
: : : N : C : H : N C H
Dióxido de carbono
Cianuro de hidrógeno
Ejemplos orgánicos
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Etileno
Acetileno : : : C : C : H H C C H H
C : : C
..
H : : ..
H
H H
C C
H H
H H
Generalización Entre más grande sea la diferencia de
Electronegatividad entre dos átomos enlazados;
más polar es el enlace.
UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Enlaces no-polares conectan dos
átomos de la misma electronegatividad
H—H : N N : F : ..
.. F : ..
..
Generalización
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Los enlaces polares conectan
átomos
de diferente electronegatividad
: O C d+ d-
F : ..
.. H d+ d-
O ..
.. H d+
d-
H d+ O : .. ..
d-
Determinación del % de Carácter iónico
Electronegatividad F 4.0
Electronegatividad Mg 1.2
Diferencia 2.8
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 86%
22( )Mg F+ -: :
··
··
• MgF2
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Determinación del % de Carácter covalente
Electronegatividad Cl 3.5
Electronegatividad H 2.1
Diferencia 1.4
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 39
Carácter covalente = 100 – 39% = 61%
H Cl
H Clx
Enlace covalente polar
Porcentaje de carácter covalente
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Determinación del % de Carácter covalente
Electronegatividad H 2.1
Electronegatividad H 2.1
Diferencia 0
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 0
Carácter covalente = 100 – 0% = 100%
Enlace covalente puro o no polar
H Hx
H H
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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COMPUESTOS IÓNICOS
1. Son sólidos con punto de fusión
altos (por lo general, > 400ºC)
2. Muchos son solubles en
disolventes polares, como el
agua..
3. La mayoría es insoluble en
disolventes no polares, como el
hexano C6H14.
4. Los compuestos fundidos
conducen bien la electricidad
porque contienen partículas
móviles con carga (iones)
5. Las soluciones acuosas
conducen bien la electricidad
porque contienen partículas
móviles con carga (iones).
COMPUESTOS COVALENTES
1. Son gases, líquidos o sólidos
con punto de fusión bajos (por
lo general, < 300ºC)
2. Muchos de ellos son insolubles
en disolventes polares.
3. La mayoría es soluble en
disolventes no polares, como el
hexano C6H14.
4. Los compuestos líquidos o
fundidos no conducen la
electricidad.
5. Las soluciones acuosas suelen
ser malas conductoras de la
electricidad porque no
contienen partículas con carga.
C OOC OO xx
xx
Enlace
covalente doble
Dióxido de Carbono
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UN
IDA
D 2
: E
NLA
CE
QU
ÍMIC
O
29
COH OH
O
COH OH
O
x x
x x
xx
xx
x x
x x
x x
x x
Ácido Carbónico
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UN
IDA
D 2
: E
NLA
CE
QU
ÍMIC
O
32
CO-
O-
O
COH O-
O
COH O-
O
Na+
x CO-
O-
O
x Na+
Na+
x
Bicarbonato y Carbonato
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UN
IDA
D 2
: E
NLA
CE
QU
ÍMIC
O
33
S
O-
O-
OH OH+2
S
O-
O-
OH OH+2
x x
x x
xx
xx
xx
xx
x x
Ácido Sulfúrico
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Excepciones a Regla del Octeto
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Text
número par de e-
Molécula con menos de
8e-
molécula con más de 8e-
Excepciones:
Regla del
Octeto
Número Impar de Electrones
• En la mayor parte de las moléculas, el número de electrones es par y es posible el apareamiento de los spines de los electrones.
• No obstante, algunas moléculas como NO contiene 5 y+ 6 electrones de valencia: es imposible el apareamiento completo de estos electrones y no se puede tener un octeto alrededor de cada uno de los átomos.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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B FF
F
Menos de ocho electrones
• Una segunda excepción se presenta cuando hay menos de ocho electrones alrededor de un átomo de una molécula o de un ion.
• Esta es una situación relativamente rara y se encuentra con mayor frecuencia en compuestos de boro y berilio.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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• La tercera y más grande clase de excepciones consiste en las moléculas en que hay más de ocho electrones en la capa de valencia de un átomo. Como ejemplo, consideremos el PCl5
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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PCl
ClCl
ClCl
Fuerzas intermoleculares
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Fuerz
as
inte
rmo
lecu
lare
s
Las fuerzas intermoleculares
son fuerzas electromagnéticas
las cuales actúan entre
moléculas o entre regiones
ampliamente distantes de una
macromolécula.
Clasificación
07/04/2015 UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Fuerzas Intermoleculares
Fuerzas electromagnéticas
Dipolo-
dipolo Dispersión Puente
Hidrógeno
Dipolo-Dipolo • Son las fuerzas que ocurren entre dos moléculas con dipolos
permanentes.
• Estas funcionan de forma similar a las interacciones iónicas, pero son más débiles debido a que poseen solamente cargas parciales. Un ejemplo de esto puede ser visto en el ácido clorhídrico:
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UN
IDA
D 2
: E
NLA
CE
QU
ÍMIC
O
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(+)(-) (+)(-) H-Cl--
--H-Cl (-)(+) (-)(+)
Cl-H----Cl-H
Fuerzas de Dispersión o London
• Son pequeñas y transitorias fuerzas de atracción entre moléculas no polares.
• Son más intensas en las moléculas no polares más grandes que en las pequeñas.
• Son de mayor magnitud en el Br2, que en el I2, que en el F2.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Es un tipo de atracción dipolar particularmente fuerte,
en el cual un átomo de hidrógeno hace de puente
entre dos átomos electronegativos, sujetando a uno con un enlace covalente y al otro con fuerzas puramente
electrostáticas.
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UNIDAD 2: ENLACE QUÍMICO
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Puente de hidrógeno