fuerzas intermoleculares

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Introducción a la Química Primer año ENLACE QUÍMICO -2015-

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Page 1: Fuerzas Intermoleculares

Introducción a la Química

Primer año

ENLACE QUÍMICO

-2015-

Page 2: Fuerzas Intermoleculares

2

Es el producto de la atracción electrostática neta que se da entre las partículas de carga

opuesta de los átomos enlazados.

Enlace Químico

Belizan- Orioli

Page 3: Fuerzas Intermoleculares

3

La menor energía se logra : Por transferencia completa de 1 o más e- de

un átomo a otro. O pueden compartirse pares electrónicos.

Belizan-Orioli

Estabilidad energética

La estabilidad máxima se produce cuando un átomo es ISOELECTRÓNICO con un Gas Noble.

Page 4: Fuerzas Intermoleculares

4Belizan- Orioli

Líneas de investigación:

• El estudio de las propiedades características de las sustancias.

• El desarrollo teórico basado en la estructura atómica y molecular de las sustancias.

Page 5: Fuerzas Intermoleculares

5Belizan-Orioli

Estudio de las propiedades Sales disueltas en

agua son Conductoras de la Electricidad.

Berzelius (1779-1848)

Page 6: Fuerzas Intermoleculares

6Belizan-Orioli

Las experiencias demostraron…El compuesto resultante es electrónicamente

neutro.

Conductor en disolución o fundido.

Page 7: Fuerzas Intermoleculares

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DIFERENCIA TIPO DE ENLACE

Menor igual a 0,4 Covalente NO POLAR

De 0,5 a 1,7 Covalente POLAR

Mayor a 1,7 IONICO

Belizan-Orioli

ELECTRONEGATIVIDAD

Criterio que se sigue para determinar el tipo de enlace a partir de la diferencia de electronegatividad.

Page 8: Fuerzas Intermoleculares

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Decir que un enlace es covalente, iónico o metálico es una forma de manifestar el modelo que se ha utilizado para explicar

las propiedades de un determinado compuesto.

POLARIDAD: LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD DETERMINA LA POLARIDAD DEL

ENLACE

Diferencia de

electroneg entre los átomos

enlazados.

TipoDe enlace

Carácter covalente

Carácter iónico

Cero Covalente Puro

Polar Covalente Polar

Iónico Iónico

Page 9: Fuerzas Intermoleculares

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Modelos son representaciones, basadas en analogías que se construyen

contextualizando cierta porción del mundo con un objetivo específico.

Ideas Propiedades que sabemos similares en el mundo y

en los modelos. Indica su carácter limitado. Establece su finalidad general ( pero no

necesariamente a de explicar y/o predecir).

Belizan-Orioli

La palabra Modelo y su uso en Ciencias. (Unam 2010)

Page 10: Fuerzas Intermoleculares

10Belizan-Orioli

Cuál modelo utilizar?

Electronegatividad = 1,0 4,0

IONICO

Es un sólido iónico, conformado por la unión electrostática de los iones. Son duros y quebradizos soluble en agua, siendo en este estado capaz de conducir la electricidad o en estado fundido. De conservarse sólido, son malos conductores.

Page 11: Fuerzas Intermoleculares

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Hay compuestos en los que la diferencia de electronegatividad nos diría que son iónicos, sin embargo sus propiedades califican como covalentes; no es conductor de la electricidad.

Belizan-Orioli

Al2S3: ¿iónico o covalente?

¿En que hay que creer?¿En el modelo que explica las razones de ese

comportamiento o en el resultado experimental?

Page 12: Fuerzas Intermoleculares

12Belizan-Orioli

OXIDOS: formular y nomenclar El potasio cede su electrón de valencia al

oxigeno y se estabilizan mutuamente. Se conforma tras la unión un oxido básico.

K2O fórmula química - fórmula molecular vs electrónica. Nomenclatura tradicional: oxido de potasio Nomenclatura stock: oxido de potasio (I) Nomenclatura IUPAC: monóxido de dipotasio.

Page 13: Fuerzas Intermoleculares

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Los modelos surgen para explicar propiedades como conductividad eléctrica

que es algo medible, una realidad.

Belizan-Orioli

Modelos

Si el modelo predice algo que no se condice con los resultados del experimento es porque el modelo no para ese

caso o realidad NO FUNCIONA.

Page 14: Fuerzas Intermoleculares

14Belizan-Orioli

Sólidos: Prop. FísicasConductividad eléctrica

Si Conduce No Conduce

Sólido Fundido odisuelto

Sólido fundido o disuelto

Metálico Iónico Covalente

Page 15: Fuerzas Intermoleculares

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La mayoría son insolubles en agua.

De disolverse en agua, no son conductores de la corriente eléctrica.

(NO son electrolitos) Líquidos o fundidos,

no conduce la corriente eléctrica.

Belizan-Orioli

Propiedades covalentes

Page 16: Fuerzas Intermoleculares

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Es la unión entre metales a través de los electrones de valencia. La interacción de estos electrones se forma una nube densa carga negativamente como en la imagen.

Belizan-Orioli

Enlace Metálico

Se representan en este modelo de nube electrónica los núcleos con carga positiva (protones) de los átomos de los metales y alrededor de ellos la nube electrónica con carga negativa.

Page 17: Fuerzas Intermoleculares

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La estructura interna de un metal consiste en una red cristalina, donde cada punto nodal de la red está ocupado por un ión positivo del metal y los electrones deslocalizados simbolizados como una nube electrónica alrededor de los iones.

Enlace metálico concurso.cnice.mec.es/

cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curs...

Belizan-Orioli

Modelo metálico

Page 18: Fuerzas Intermoleculares

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Metal + No metal : IÓNICO No metal + No metal : Covalente

Metal + Metal : metálico

Belizan-Orioli

Modelos: Gralidades

Page 19: Fuerzas Intermoleculares

19Belizan-Orioli

Resonancia. La estructura real de algunas moléculas se

explica de forma más correcta al elegir una “mezcla” de todas las formas estructurales posibles se llaman híbridos de resonancia.

La resonancia es una forma de representar la deslocalización de electrones alrededor de todos los átomos que constituyen la molécula.

Page 20: Fuerzas Intermoleculares

20Belizan-Orioli

Ejemplos de resonancia

La Resonancia explica que en ciertos casos una única estructura de Lewis no es suficiente para describir dicha molécula sino que la verdadera estructura tiene una distribución electrónica que es un hibrido de todas las posibles estructuras de Lewis de esa molécula.

Solo suponen movimientos de electrones ( no de átomos) desde posiciones adyacentes.

Page 21: Fuerzas Intermoleculares

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Un enlace en el que los electrones compartidos proceden de un solo átomo, se denomina enlace covalente dativo o coordinado.

Belizan-Orioli

Coordinado Dativo

Page 22: Fuerzas Intermoleculares

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El modelo de Lewis no explica ni predice algunas propiedades como

Belizan-Orioli

Teoría de Repulsión (TREPEV)

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23Belizan-Orioli

Geometría:

Dos pares

Tres pares

Cinco pares

Cuatro paresSeis pares

Page 24: Fuerzas Intermoleculares

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Pasos para predecir la geometría utilizando el RPECV.

Representar la estructura de Lewis de la molécula o ión. NH3.

Belizan-Orioli

Geometría molecular

Geometría electrónica:Tetraédrica

GeometríaMolecular:Piramidal trigonal

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25Belizan-Orioli

Geometría molecular

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26Belizan-Orioli

Moléculas de capas expandidas

Bipiramidal trigonal

Axial: 90°

Ecuatorial: 120°

Octaedrica

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Par e- Enlazados < par e- enlazados/ par libre < par libre- par

libre

Belizan-Orioli

Repulsión

Page 28: Fuerzas Intermoleculares

28Belizan-Orioli

H2O

Molécula: H2OEnlace: covalente polarGeometría electrónica: tetraédricaGeometría molecular: angular

Page 29: Fuerzas Intermoleculares

Mariela Orioli 29

INTERMOLECULARES

Fuerzas

Page 30: Fuerzas Intermoleculares

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¿Por qué el punto de ebullición del agua es superior a otros líquidos como el etanol?

¿Por qué la sal de mesa se disuelve en agua y adquiere un comportamiento electrónico?

¿Por qué el hielo (agua sólida) es menos denso que el agua líquida?

Belizan-Orioli

Interrogantes

Page 31: Fuerzas Intermoleculares

31Belizan-Orioli

ENLACE

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Interacción que mantienen unidas entre sí a moléculas iguales o diferentes en las sustancias. Todas son de naturaleza electrostática.

Belizan-Orioli

Entre moléculas

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Solubilidad Viscosidad Tensión superficial Densidad Capilaridad Punto de fusión Punto de ebullición Comportamiento real de gases…

Belizan-Orioli

Propiedades

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Ión-Ión Catión-electrón Ión-dipolo Dipolo-dipolo Dipolo-dipolo inducido Dipolo inducido – dipolo inducido

Belizan-Orioli

Incluyen

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Ión- ión Catión – electrón

Ión –dipolo Dipolo-dipolo

Dipolo- dipolo inducido Dipolo inducido-dipolo inducido

Belizan-Orioli

Intensidad decreciente

Page 36: Fuerzas Intermoleculares

36Belizan-Orioli

Ión-Ión

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37Belizan-Orioli

Polaridad de enlace

Describe la forma en que se comparten los electrones entre los átomos.

Page 38: Fuerzas Intermoleculares

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F2

HF

LiF

Belizan-Orioli

Polaridad

Page 39: Fuerzas Intermoleculares

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Es importante conocer en las moléculas la polaridad que presentan.

Belizan_Orioli

Polaridad de moléculas

Considerando la molécula Fluoruro de Hidrógeno, la unión que prevalece en sus átomos es covalente polar.¿por qué?

La distribución electrónica alrededor de los átomos no es simétrica. El F al ser más electronegativo atrae hacia sí la nube electrónica. Una manera de representar esa FUERZA de atracción es a través de un VECTOR.

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Momento dipolar: U Informa sobre la distribución de la carga en

la molécula. Q. r= D

Belizan-Orioli

Dipolo

U= 0 U= 0

El momento dipolarMolecular es la suma de los momentos dipolares

De enlace.

Page 41: Fuerzas Intermoleculares

41Belizan-Orioli

IÓN- DIPOLO

Solvatación – hidratación Es una interacción lograda entre los iones por moléculas de agua (polares). Es un claro de ejemplo de fuerza intermolecular donde la interacción existente entre las especies es de naturalezas electrostática : IÓN +/ATOMO ELECTRONEGATIVO IÓN -/ ATOMO ELECTROPOSITIVO

Ejercicio:CH3-CH2OH

Mg(NO3)2

CORRECTA!

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42Belizan-Orioli

¿CUÁNDO UNA MOLÉCULA ES POLAR?

GE: tetraédricaGM: angularSi sumamos sus vectores encontramos que su MOMENTO DIPOLAR no es cero.Existe alrededor del electronegativoUn dipolo negativo y otro dipolo positivo.Conocida su polaridad podemos discernir las fuerzas intermoleculares presentes.Las moléculas polares siempre tiene Dipolos permanentes y por lo cual es Posible encontrar la interacción dipolo-dipolo.

Page 43: Fuerzas Intermoleculares

43Belizan-Orioli

DIPOLO-DIPOLO

CH3-CH3 Mm 44 Pe 231 K

CH3-CHO Mm 44 Pe 294k

Esta interacción repercute en los Puntos de ebullición: Más polaridad Más energía entre moléculas Mayor Punto de Ebullición.

Cuando las moléculas son polares se generan dipolos entre sus extremos generando una interacción electrostática entre una molécula y otra.

Page 44: Fuerzas Intermoleculares

44Belizan-Orioli

FEURZAS DE DISPERSIÓN LONDON

Page 45: Fuerzas Intermoleculares

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Firtz London (1930) observó que gases no polares como el He se licúan.

¿Cómo pudo explicar este comportamiento?

Belizan-Orioli

Dispersión

Presentes en moléculas polares y no polares.

Page 46: Fuerzas Intermoleculares

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Las moléculas no polares no forman dipolos. Sin embargo, las características de la nube ( átomos de elevado Z, con una nube electrónica grande y simétrica) son factores que predisponen a la polarizabilidad. Significa que la nube simétrica, sin carga se distorsiona y pueda generar MOMENTANEAMENTE dipolos.

Las moléculas por choques con otras moléculas o con el recipiente que las contiene puede polarizarse.

Belizan-Orioli

¿ Cuándo una molécula se polariza?

Page 47: Fuerzas Intermoleculares

47Belizan-Orioli

Polarizabilidad

Mientras mayor sea la nube como en el caso del Iodo, más polarizada su nube, mayor posibilidad de generar dipolos momentáneos, lo cual fue identificado por Firtz London para explicar el comportamiento físico de moléculas APOLARES.

Page 48: Fuerzas Intermoleculares

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+ polarizable +fuerzas de disp +p Eb.

Las moléculas no polares solo disponen de Fuerzas de London!

Belizan-Orioli

¿ Cómo repercute en P eb?

Mayor nube Más polarizable

Mayor Fuerzas de

London

Page 49: Fuerzas Intermoleculares

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Responsable de las propiedades del agua. Ejemplo densidad.

Hielo agua 0,917 g/ml 0°C 1 g/ml Flota Más denso (menos denso)

Belizan-Orioli

PUENTE HIDROGENO dipolo-dipolo (único)

Page 50: Fuerzas Intermoleculares

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Requisitos:Átomo de HUnido a átomos muy electronegativos F ,Cl , O.

Belizan-Orioli

Puente Hidrogeno

Presenta la posibilidad de:Puente H•Dipolo-dipolo•Dispersión de London.

Page 51: Fuerzas Intermoleculares

51Belizan-Orioli

Puente H

Page 52: Fuerzas Intermoleculares

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La diferencia entre Fuerzas intramolecular e intermolecular es:

La intensidad de la interacción Las fuerzas intermolecular son responsables

del estado sólido y líquido de las sustancias. Necesitamos reconocer primero la polaridad

de la molécula para conocer las fuerzas intervinientes.

Belizan_Orioli

Cerrando el tema…

Page 53: Fuerzas Intermoleculares

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Las moléculas NO POLARES solo disponen de dispersiones de London.

Las moléculas polares además de las dispersiones tienen también dipolo-dipolo.

La presencia de H y de átomos electronegativos como el F ,O ,N estamos en presencia de Puente Hidrógeno.

Belizan-Orioli

Fuerzas intermoleculares

Page 54: Fuerzas Intermoleculares

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Que tipo de fuerzas de atracción intermolecular aparecen en cada uno de los siguientes casos:

F-F ……… F-F Na+………O-H | H Mg+2 Cl- HF……..HF

Belizan-Orioli

Ejercicios

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Cual de las siguientes sustancias será la de mayor punto de ebullición?

CH4 CBr4 CCl4

Belizan-Orioli

Ejercicio

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¿ Que fuerzas se encuentran presentes en el agua?

¿Que fuerzas se encuentran presentes en el amoniaco?

¿Qué fuerzas se encuentran entre moléculas de gas propano CH3-CH3?

¿Qué fuerzas se encuentran presentes entre moléculas de Xe?

Pueden averiguar que sucede con el lagarto geco? http://www.almabiologica.com/2013/05/salamanquesas-el-geco-y-las-fuerzas-de.html

Belizan-Orioli

Page 58: Fuerzas Intermoleculares

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Gracias!

Belizan-Orioli