enlace químico completo

ENLACE QUÍMICOFuerza que mantiene unidos a los átomos (enlace interatómico) para formar moléculas o formar sistemas cristalinos (iónicos, metálicos o covalentes) y moléculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia (sólido y líquido), dicha fuerza es de naturaleza electromagnética (eléctrica y magnética), predominante fuerza eléctrica.

PRINCIPIO FUNDAMENTAL:Los átomos y moléculas forman enlaces químicos con la finalidad de adquirir un estado de menor energía, para asa lograr una condición de mayor estabilidad. En el caso de los átomos, la estabilidad se reflejara en un cambio de su configuración electrónica externa.Por ejemplo la formación de la molécula de HCl

La misma energía se requiere como mínimo para romper o disociar el enlace (energía de disociación)

ELECTRONEGATIVIDAD•Capacidad que tiene un átomo de atraer electrones comprometidos en un enlace.•Los valores de electronegatividad son útiles para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre átomos de diferentes elementos.

electronegatividad

determina

puede darse entre Átomos diferentes

En los cuales

La diferencia de E.N.

iónico

Diferente de cero

covalente polar

y el enlace puede ser

mayor que 1,7

Diferencia de E.N.

Entre 0 y 1,7

El tipo de enlace

que

Diferencia de E.N.

Átomos iguales

En los cuales

La diferencia de E.N.

Covalente puro o no polar

Cero

y el enlace es

H2; Cl2; N2

ejemplo.

VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD DE PAULINGH

2.1Elemento más

electronegativo

Li1.0

Be1.5

B2.0

C2.5

N3.0

O3.5

F4.0

Na0.9

Mg1.2

Al1.5

Si1.8

P2.1

S2.5

Cl3.0

K0.8

Ca1.0

Sc1.3

Ti1.5

V1.6

Cr1.6

Mn1.5

Fe1.8

Co1.8

Ni1.8

Cu1.9

Zn1.6

Ga1.6

Ge1.8

As2.0

Se2.4

Br2.8

Rb0.8

Sr1.0

Y1.2

Zr1.4

Nb1.6

Mo1.8

Tc1.9

Ru2.2

Rh2.2

Pd1.2

Ag1.9

Cd1.7

In1.7

Sn1.8

Sb1.9

Te2.1

I2.5

Cs0.7

Ba0.9

La1.1

Hf1.3

Ta1.5

W1.7

Re1.9

Os2.2

Ir2.2

Pt2.2

Au2.4

Hg1.9

Tl1.8

Pb1.8

Bi1.9

Po2.0

At2.2

Fr0.7

Ra0.9

Ac1.1

Th1.3

Pa1.5

U1.7

Np – Lw1.3

Elemento menos electronegativo

NOTACION O FORMULA DE LEWIS

Es la representación convencional de los electrones de valencia (electrones que intervienen en los enlaces químicos), mediante el uso de puntos o aspas que se colocan alrededor del símbolo del elemento.

En general para los elementos representativos (recordar que el numero de grupo indica el numero de electrones de valencia) tenemos:

REGLA DEL OCTETOEstablece que los átomos adquieren estabilidad química al completar 8 electrones de valencia en su nivel mas externo (configuración semejante a la de un gas noble). Se presenta en la mayoría de los elementos representativos enlazados.Los átomos pueden completar el octeto formando enlaces químicos (iónicos, covalentes).La regla del octeto solo se puede aplicar a los elementos representativos (grupo A).

Excepciones a la regla del octeto

Algunos de los compuestos que no cumplen la regla del octeto son los siguientes:•H2

•BeH2

•BH3

•BF3

•PCl5

•SF6

•AlCl3

ENLACE IÓNICO

Llamado también salino o electrovalente es el que se efectúa entre metales y no metales por transferencia de electrones. Siendo esta transferencia del átomo metálico al no metálico (o más electronegativo). Compuesto Iónico: Es aquel compuesto químico donde existen enlaces iónicos, por lo tanto no se presenta como molécula.Ejemplos: NaCl , CaCO3 , NH4Cl , NH4Br , Na2CO3 , KBr , MgCl2

Un ión es un átomo que gana o pierde un número de electrones. Los iones positivos resultan de la pérdida de electrones, y los iones negativos resultan de la ganancia de electrones. Un enlace iónico es debido a la fuerza de atracción entre los iones positivos y negativos. Los iones positivos se llaman cationes, debido a que son atraídos por el cátodo, los iones negativos se llaman aniones, por que se mueven hacia el ánodo (En electrodo positivo ocurre la oxidación y en el electrodo negativo ocurre la reducción).

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS

1. A temperatura ambiental son sólidos, cuya estructura está definida por lo que son cristalinos (la atracción de los iones es polidireccional)2. Generalmente son solubles en agua y otros solventes polares como etanol, acetona, etc.3. Tienen alta temperatura de fusión y ebullición.Ejemplos:•NaCl (T°fusión = 801°C)•KBr (T°fusión = 735°C)En solución acuosa o fundidos conducen la corriente eléctrica, pero en el estado solido no la conducen.

ENLACE COVALENTE

Es la fuerza electromagnética que mantiene unidos a átomos que comparten electrones, los cuales tienen espines o giros opuestos. Este tipo de enlace se efectúa entre no metales (elementos de alta electronegatividad).

Cuando dos átomos se unen por un par de electrones, se dice que se unen por enlace covalente simple; cuando en la unión intervienen dos pares de electrones, se forma un doble enlace; cuando son tres pares de electrones, se dice que es un enlace triple.

PROPIEDADES DE LOS ENLACES COVALENTES

•A temperatura ambiental pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.•Algunos pueden ser sólidos cristalinos•Generalmente tienen baja temperatura de fusión y ebullición.•Generalmente son insolubles en agua, pero si son solubles en solventes apolares•Son aislantes, es decir, son malos conductores eléctricos.

ENLACE COVALENTE APOLAR O PUROEste tipo de enlaces se presente en dos no metales de igual electronegatividad.

Las propiedades de las sustancias con enlace covalente no polar son:•Generalmente participan átomos del mismo elemento no metálico.•Si las geometrías moleculares son simétricas, también son apolares.•Estado físico gaseoso, aunque pueden existir como sólido o líquidos.•No son buenos conductores de la electricidad ni del calor.•Son moléculas verdaderas y diatómicas.•Tienen baja solubilidad en agua.•Actividad química media.

ENLACE COVALENTE POLAR:

Este tipo de enlace también llamado heteropolar esta presente cuando dos átomos no metálicos de diferente electronogatividad se unen, comparten electrones pero la nube electrónica se deforma y se ve desplazada hacia el átomo mayor electronegatividad, originando polos en la molécula, uno con carga parcialmente positiva y otro con carga parcialmente negativa.

Las propiedades de las sustancias con enlace covalente polar.

•Moléculas que existen en los tres estados físicos de agregación.•Son solubles en solventes polares.•Gran actividad química.•En solución acuosa son conductores de la electricidad.•Puntos de fusión y ebullición son bajos (pero más altos que las sustancias no polares).

ENLACE COVALENTE COORDINADO O DATIVO Se forma cuando dos átomos están enlazados entre sí (comparten un par de electrones), pero sólo uno de estos átomos es el que aporta el par de electrones enlazantes.

Para el compuesto del HNO3

Indicar cuantos enlaces dativos existen.Se realizó del diagrama de tal forma que los átomos de N y O cumplan la regla del octeto.Existe sólo 1 enlace covalente coordinado o dativo. Se representa con una flecha.

Para el ión oxonio : H3O+ (a perdido un electrón)

Primero realicemos el diagrama para el H3O (es decir, que no a perdido ningún electrón) y luego el diagrama del ión oxonio.

Nótese como luego de perder el hidrógeno su único electrón, el oxígeno es el que aporta el par de electrones para formar el enlace (enlace coordinado o dativo).El oxígeno cumple con la regla del octeto

PARA ESTABLECER LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS SE PUEDEN SEGUIR LOS SIGUIENTES PASOS:

1.-Se calcula el número de electrones requeridos para completar los octetos de los átomos.Cl2O7 -------------- 9 átomos x 8 = 72

2.- Se calcula el número de electrones disponibles considerando el grupo de cada elemento.Cl2O7 -------- 2x7=14 + 7x6 = 42 ===== 56

3.- Se restan los valores anteriores y ese número, que representa lo electrones de enlace se divide para dos con lo cual se obtiene el número de enlaces covalentes que contiene el compuesto.72 – 56 = 16 /2 = 8 enlaces.

4.- Se restan los electrones disponibles menos los electrones utilizados en el enlac4s, y ese número representa los electrones a repartir de modo cada elemento vaya completando su octeto: 56 – 16 = 40 electrones a repartir entre los Cl.

5.- En la mayoría de los casos tiene una estructura simétrica para los átomos que forman la molécula covalente y se ubica como átomo central al de menor electronegatividad O O O – Cl – O – Cl – O O ONOTA: Los átomos de oxigeno nuca se unen entr si excepto en un peróxido.

Estructura de Lewis del H3PO4

1.- Electrones requeridos = (3x2) =6 + (1x8) = 8 + (4 x8) = 322.- Electrones disponibles = (3x1)=3 + 5 +(4x6) =24 = 323.- electrones de enlace = 46 – 32 = 14 /2 = 7 enlaces4.- Electrones a repartir = 32 – 14 = 18

O H – O – P – O – H O H

Consiste en iones metálicos con carga positiva en una red tridimensional, en la que los electrones de valencia débilmente se mueven con libertad, a la manera de un fluido, a través del metal. Los metales cuyos electrones están sujetos con menos fuerza son los mejores conductores de la electricidad.

El enlace metálico lo presenta todos los metales, aleaciones como los aceros, amalgamas de mercurio, aleaciones de cobre etc.

La existencia de electrones libres permite explicar la gran conductividad eléctrica y del calor de los metales. Su capacidad para formar láminas y alambres se explica con el hecho de que al aplicar una fuerza, sus átomos se pueden desplazar sin romper enlaces específicos.

• Un ejemplo de enlace metálico es Litio.• En donde su único electrón está enlazado

deslocalizadamente a los otros átomos, formando una red cristalina.

Excepciones a la regla del OctetoExcepciones a la regla del Octeto

Hay tres clases de excepciones a la regla del Octete:

a) MOLÉCULAS CON Nº DE E- IMPAR.

N O

NO (5+6=11 e- de valencia)

Otros ejemplos: ClO2, NO2

b) Moléculas en las cuales un átomo tiene menos de un octete.BF3 (3+7x3= 24 e- de valencia).

BF

FF

Ej: Compuestos de los grupos 1A, 2A y 3A.

MOLÉCULAS EN LAS CUALES UN ÁTOMO TIENE MÁS DE UN OCTETE.

La clase más amplia de moléculas que violan la regla consiste en especies en las que el átomo central está rodeado por mas de 4 pares de e-, tienen octetes expandidos.

PCl5 XeF4

nº de e- de v 5+7x5= 40 e-

P

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

nº de e- de v 8+7x4= 36 e-

XeF

F F

F

Otros ejemplos: ClF3, SF4, XeF2

Todos estos átomos tienen orbitales d disponibles para el enlace (3d, 4d, 5d), donde se alojan los pares de e- extras.

c)Moléculas en las cuales un átomo tiene más de un octete.

La clase más amplia de moléculas que violan la regla consiste en especies en las que el átomo central está rodeado por mas de 4 pares de e-, tienen octetes expandidos.

PCl5 XeF4

nº de e- de v 5+7x5= 40 e-

P

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

nº de e- de v 8+7x4= 36 e-

XeF

F F

F

Otros ejemplos: ClF3, SF4, XeF2

Todos estos átomos tienen orbitales d disponibles para el enlace (3d,

4d, 5d), donde se alojan los pares de e- extras.

•NaCl (T°fusión = 801°C)•KBr (T°fusión = 735°C)En solución acuosa o fundidos conducen la corriente eléctrica, pero en el estado solido no la conducen.

RESÚMEN

Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals:Ión -dipolo•Enlace dipolo – dipolo•Enlace puente de hidrógeno•Enlace por fuerzas de London

INTERACCIÓN ION-DIPOLOLa interacción ión-dipolo es una fuerza intermolecular que se da cuando los iones de una sustancia interactúan con los dipolos de una molécula covalente polar.En un enlace polar, el átomo con mayor electronegatividad atrae los electrones hacia sí, generando un dipolo negativo en torno a sí mismo, mientras que se forma un dipolo positivo en el área del átomo con menor electronegatividad.

En la interacción ión-dipolo, el catión sufre atracción electrostática por el dipolo negativo, mientras que el anión es atraído por la fuerza electrostática hacia el dipolo positivo.

INTERACCIÓN DIPOLO-DIPOLO

La interacción dipolo-dipolo es la observada entre un dipolo positivo de una molécula polar con el dipolo negativo de otra.

En los enlaces covalentes polares, el átomo con mayor electronegatividad atrae los electrones  hacia sí, formándose un dipolo negativo en torno al mismo. En el átomo con menor electronegatividad, el dipolo formado es de carga positiva, ya que cede parcialmente sus electrones.  Las atracciones electrostáticas entre dipolos de carga contraria, de diferentes moléculas son las llamadas interacciones dipolo-dipolo.

INTERACCIÓN DIPOLO PERMANENTE. Es el que ocurre entre dos moléculas cuyos enlaces son covalentes polares, es  decir, que forman dipolos por diferencia de electronegatividad entre sus átomos.

INTERACCIÓN DIPOLO INDUCIDO.  Se produce cuando en moléculas no polares, el dipolo es inducido, por ejemplo mediante un campo eléctrico.