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C A R Á C T E R C O V A L E N T E D E L O S E N L A C E S
P R E D O M I N A N T E M E N T E I Ó N I C O S
Q I . A N G É L I C A M Á R Í A L I R A R E Y E S
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OBJETIVOS
Revisar los conceptos relacionados con el momento dipolar y el
carácter iónico mediante la resolución de ejercicios con la
finalidad de comprender el comportamiento de las sustancias
iónicas con carácter parcial covalente.
Definir las reglas de Fajans y el potencial iónico utilizados para
establecer comparaciones entre compuestos que tienen un ión
anión o catión) en común, mediante los puntos de fusión y
tamaños de los iones como referencia al analizar el carácter
covalente del enlace.
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Considerando un dipolo
eléctrico.
Momento dipolar m): vector
que se dirige de la carga
negativa a la positiva.
m qd
Unidades en SI: Cm
Unidad de uso frecuente: Debye
D)
MOMENTO DIPOLAR
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Peter Debye 1884-1966)
Nobel de Química 1936
Contribución al conocimiento
de la estructura molecular, a
través de la investigación de
sus momentos dipolares.
DEBYE
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m
qd [=] ues cm
1D = 1X10
-18
ues cm
1 ues = 3.3356X10
-10
C
100 cm = 1 m
1D = 3.3356X10
-30
C m
DEBYE (SI)Ejemplo:
Considere la transferencia de
1 electrón entre dos cargas
separadas a una distancia
de 2.3 Ǻ.
Determine el momento dipolar
en Debye
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En una molécula diatómica
heteronuclear:
AB
m d
d
AB
MOMENTO DIPOLAR
Ejemplo:
Si el momento dipolar experimental
del HCl es de 1.03 D, calcule la
cantidad de carga que se ha
desplazado hacia el Cl
-
si se
encuentran a una distancia
internuclear
de 1 28 Ǻ
1.03 D 3.336X10
-30
C m/1 D)= 3.436X10
-
30
C m
m d
d
AB
d
=
3.436X10
-30
C m/ 1,28X10
-10
m=
2.684X10
-20
C
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CI, representa la fracción
de electrón que se
desplaza hacia el
átomo más
electroafín.
CI =
d
/
e
Ejemplo: Calcule el CI de HF si
d = 0 92 Ǻ y m =1.98 D
1.98 D 3.336X10
-30
C m/1
D)= 6,605X10
-30
C m
m d
d
AB
d
= 6,605X10
-30
C m/ 0,92X10
-
10
m =
6,077X10
-20
C
CI
HF
= 0.45
CARÁCTER IÓNICO
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Se puede obtener el
momento dipolar total
sumando los vectores
del momento dipolar de
cada enlace.
Por ejemplo en el CO geometría
lineal),
m = 0.4, X10-30 Cm 0.12 D)
m es aproximadamente igual a 0.
Molécula no polar
En el caso de agua geometría
angular),
m
es diferente de 0.
Molécula polar.
MOMENTO DIPOLAR EN MOLÉCULAS POLIATÓMICAS
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EJERCICIOS
1 . C A L C U L E C A R Á C T E RI Ó N I C O , C I
HBr HI HCl CO
d (Ǻ) 1,43 1,62 1,27 1,18
m (D) 0,79 0,28 1,07 0,12
2 . I N D I Q U E P A R A Q U ÉM O L É C U L A S E E S P E R A T E N E RU N M O M E N T O D I P O L A RD I F E R E N T E D E C E R O .
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INTRODUCCIÓN
Kasimir Fajans en 1923 estableció un conjunto de reglas que define las condiciones
bajo las cuales un enlace se comporta considerablemente covalente. Tomando
como base la pol riz ción, definida como la deformación que sufre una nube
electrónica de un ión por acción de otro.
Cuando un catión pequeño altamente cargado se encuentra cerca de un anión
grande y altamente cargado se presenta una deformación de la nube electrónica
del anión hacia el catión, disminuyendo su carga y haciendo el enlace más
covalente.
.
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EFECTO DEL CATIÓN SOBRE EL ANIÓN
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1. CARGA GRANDE DEL CATIÓN O EL ANIÓN
La polarización es mayor cuando la carga del catión/anión se hacen mayores.
Efecto polarizante: Al3+
> Mg 2+
> Na+
Efecto de la carga del catión en el carácter covalente
Catión Pf* /°C conductancia**
Na+ 800 133
Mg 2+ 715 29
Al3+ Sublimación 1.5X10-5
*Del cloruro anhidro
** Del cloruro fundido
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2. CATIÓN PEQUEÑO
Polarización aumenta cuando el tamaño del catión disminuye y el del anión aumenta.
El efecto polarizante: Li+
> Cs+
Es más polarizable: I- > F-
Efecto del tamaño del catión sobre el carácter covalente.
Catión Pf* /°C conductancia**
Be+2 404 0.086
Mg 2+ 715 29
Ca2+ 774 52
Sr2+ 870 56
Ba+2 955 65
*Del cloruro anhidro
** Del cloruro fundido
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3. ANIONES GRANDES
El anión es más polarizable cuanto mayor es su tamaño
Catión Pf /°C Tamaño del anión A)
NaF 990 1.36
NaCl 801 1.81
NaBr 755 1.95
NaI
651 2.16
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3. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
La polarización se hace mayor cuando el catión tiene una configuración
electrónica diferente a la de un gas noble debido a que los electrones
apantallan más débilmente la carga nuclear y el campo eléctrico externo
del catión se hace mayor que el creado por iones con configuración
electrónica de gas noble.
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EJERCICIO
Explique mediante Reglas de Fajans los datos experimentales en términos
en términos del enlace formado con los cloruros correspondientes
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POTENCIAL IÓNICO
Los efectos de las cargas para los iones estan muy identificados entre si, lo
cual dio lugar a que se estableciera la siguiente relación empírica:
Cuando el potencial iónico es grande, la polarización también lo será y los
compuestos tendrán un carácter covalente considerable.
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EJERCICIO
Calcule potencial iónico de los cationes, ordene por polarización y
compare con las propiedades físicas de los compuestos iónicos (Clorurosrespectivos).
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BIBLIOGRAFÍA
Ander, P., Sonnessa, A.J. 1985). Principios de química. Introducción a los
compuestos teóricos. Ed. Limusa. México, D.F.
Chamizo, J. A. y Garritz, A. 1986). Estructura atómica. Un enfoque químico.
Ed. Addison Wesley Iberoamericana. Wilmington, DE, USA.