enlaces químicos y sus propiedades
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Enlaces quimicosTRANSCRIPT
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El tamao atmico se basa en una distancia media entre los electrones externos del ncleo
TAMAO ATMICO
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TAMAO INICO
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TAMAO INICO
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Enlace qumico
Es la fuerza que existe entre dos tomos, cualquiera sea su naturaleza, debido a la transferencia total o parcial de electrones. De esta forma adquieren ambos una configuracin electrnica estable, la que correspondera a un gas noble.
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Enlace qumico
Son de tipo elctrico (electrostticas).
Al formarse un enlace se desprende energa.
La distancia a la que se colocan los tomos es a la que se desprende mayor energa producindose la mxima estabilidad.
Los tomos se unen, as tienen una menor energa y mayor estabilidad que estando separado.
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Generalmente, los tomos buscan su mxima estabilidad adoptando un a configuracin electrnica similar a la que tienen los gases nobles (1 s2 o n s2p6).
El comportamiento qumico de los tomos viene determinado por la estructura electrnica de su ltima capa (capa de valencia).
Para conseguir la conf. electrnica de gas noble, los tomos perdern, capturarn o compartirn electrones (regla del octeto).
Estabilidad en un tomo.
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Tipos de enlaces Inico: unen iones entre s.
Atmicos: unen tomos neutros entre s.
Covalente
Metlico
Intermolecular: unen unas molculas a otras.
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Enlace inico Se da entre metales y no-metales.
Los metales tienen, en general, pocos electrones en su capa de valencia y tienden a perderlos para quedar con la capa anterior completa (estructura de gas noble) convirtindose en cationes.
Los no-metales tienen casi completa su capa de valencia y tienden a capturar los electrones que les faltan convirtindose en aniones y conseguir asimismo la estructura de gas noble.
La diferencia de electronegatividad es mayor a 1.7.
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Enlace inico No deja de ser curiosa la forma en que dos elementos
que en sus estados puros son peligrosos (el Na es un metal corrosivo y el Cl es un gas venenoso), al combinarse forman un compuesto que nosotros usamos diariamente en nuestras comidas: la sal.
Na Cl NaCl
+ =
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Reacciones de ionizacin Los metales se ionizan perdiendo electrones: M n e Mn+
Los no-metales se ionizan ganando electrones: N + n e Nn
Ejemplos: Metales: Na 1 e Na+
Ca 2 e Ca2+ Fe 3 e Fe3+
No-metales: Cl + 1 e Cl O + 2 e O2
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Enlace inico En enlace inico se da por la atraccin electrosttica
entre cargas de distinto signo, formando una estructura cristalina.
Ejemplo: Na Na+ 1 e
Cl Cl El catin Na* se rodea de 6 aniones Cl unindose a todos ellos con la misma fuerza, es decir, no existe una fuerza especial entre el Cl y el Na+ que le dio el e.
La frmula de estos compuestos es emprica.
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Ejemplo: Escribir las reacciones de ionizacin y deducir la frmula del compuesto inico formado por oxgeno y aluminio.
Las reacciones de ionizacin sern:
(1) Al 3 e Al3+ (2) O + 2 e O2
Como el nmero de electrones no coincide, para hacerlos coincidir se multiplica la reaccin (1) 2 y la (2) 3.
2 (1) 2 Al 6 e 2 Al3+ 3 (2) 3 O + 6 e 3 O2
Sumando:2 Al + 3 O 2 Al3++ 3 O2
La frmula emprica ser Al2O3
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Estructura de compuestos inicos (cloruro de sodio) Se forma una
estructura cristalina tridimensional en donde todos los enlaces son igualmente fuertes.
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Propiedades de los compuestos inicos
Duros.
Punto de fusin y ebullicin altos.
Slo solubles en disolventes polares (agua).
Conductores en estado disuelto o fundido.
Frgiles.
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Propiedades compuestos inicos
Elevados puntos de fusin y ebullicin
Solubles en agua
No conducen la electricidad en estado slido, pero s en estado disuelto o fundido (Reaccin qumica: electrolisis)
Al intentar deformarlos se rompe el cristal (fragilidad)
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Solubilidad de iones en
disolventes polares
Fragilidad
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Redes inicas
NaCl CsCl
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Una primera aproximacin para interpretar el enlace
A principios del siglo XX, el cientfico Lewis,
observando la poca reactividad de los gases nobles (estructura de 8 electrones en su ltimo nivel),sugiri que los tomos al enlazarse tienden a adquirir una distribucin de electrones de valencia igual a la
del gas noble ms prximo REGLA DEL OCTETO
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Clasificacin de los elementos de acuerdo con la regla del octeto
Metales: baja electronegatividad, baja energa de
ionizacin. Tienden a soltar electrones.
No metales: alta electronegatividad. Tienden a coger
electrones
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Segn el tipo de tomos que se unen:
Metal No metal: uno cede y otro coge electrones
(cationes y aniones)
No metal No metal: ambos cogen electrones,
comparten electrones
Metal Metal: ambos ceden electrones
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Algunos ejemplos
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Molcula de NaCl
Diagramas de Lewis
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Molcula de MgF2
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Molculas de H2 y O2
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Molculas de N2 y CO2
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Enlace covalente Los compuestos covalentes se originan por la
comparticin de electrones entre tomos no metlicos.
Electrones muy localizados
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Diferentes tipos de enlace covalente
Enlace covalente normal:
Simple
Mltiple: doble o triple
Polaridad del enlace:
Apolar
Polar
Enlace covalente dativo o coordinado
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Enlace covalente normal Si se comparten un par de e-: enlace covalente simple
Si se comparten dos pares de e- : enlace covalente doble
Si se comparten tres pares de e-: enlace covalente triple
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Polaridad del enlace covalente Enlace covalente apolar: entre tomos de idntica
electronegatividad (H2, Cl2, N2). Los electrones compartidos pertenencen por igual a los dos tomos.
Enlace covalente polar: entre tomos de distinta electronegatividad (HCl, CO). Los electrones compartidos estn ms desplazados hacia el tomo ms electronegativo. Aparecen zonas de mayor densidad de carga positiva (+) y zonas de mayor densidad de carga negativa (-)
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Enlace covalente dativo o coordinado
Cuando el par de electrones compartidos pertenece slo a uno de los tomos se presenta un enlace covalente coordinado o dativo.
El tomo que aporta el par de electrones se llama donador (siempre el menos electronegativo) y el que los recibe receptor o aceptor (siempre el ms electronegativo)
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Enlace de tomos de azufre (S) y oxgeno (O)
Molcula de SO: enlace covalente doble
Molcula de SO2: enlace covalente doble y un enlace covalente coordinado o dativo
:S O:
S O:
:O
Molcula de SO3: enlace covalente doble y dos enlaces covalentes coordinado o dativo
S O:
:O
:O:
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Existen molculas, o se trata de estructuras gigantes?
Redes covalentes
Molculas covalentes (pequeas - macromolculas)
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Redes covalentes
Diamante: tetraedros de tomos de carbono
La unin entre tomos que comparten electrones es muy difcil de romper. Los electrones compartidos estn muy localizados.
Grafito: lminas de tomos de carbono
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Molculas covalentes
Si el enlace es apolar: molculas apolares (H2, O2, F2)
Si el enlace es polar:
Molculas polares (HCl, H2O...) (dipolos permanentes)
Molculas apolares (CO2) (simetra espacial)
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Molculas covalentes polares: el centro geomtrico de - no coincide con el centro geomtrico de +
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Molculas covalentes apolares: el centro geomtrico de - coincide con el centro
geomtrico de +
En el CO2 existen enlaces covalentes polares y, sin embargo, la molcula covalente no es polar. Esto es debido a que la molcula presenta una estructura lineal y se anulan los efectos de los dipolos de los enlaces C-O.
O C O + - -
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Propiedades compuestos covalentes (moleculares)
No conducen la electricidad
Bajos puntos de fusin y ebullicin
Fuerzas intermoleculares?
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Propiedades de los compuestos covalentes
Moleculares Puntos de fusin y
ebullicin bajos.
Los comp.covalentes apolares (puros) son solubles en disolventes apolares y los polares en disolventes polares.
Conductividad parcial slo en compuestos polares.
Atmicos Puntos de fusin y
ebullicin muy elevados.
Insolubles en todos los disolventes.
No conductores (el grafito s presenta conductividad por la deslocalizacin de un
e de cada tomo).
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Fuerza intermoleculares o fuerzas de Van der Waals
Fuerzas entre dipolos permanentes
Fuerzas de enlace de hidrgeno
Fuerzas entre dipolos transitorios (Fuerzas de London)
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Fuerzas entre molculas polares
(dipolos permanentes) HCl, HBr, HI
- + + -
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Enlace de hidrgeno :Cuando el tomo de hidrgeno est unido a tomos muy electronegativos (F, O, N), queda prcticamente convertido en un protn. Al ser muy pequeo, ese tomo de hidrgeno desnudo atrae fuertemente (corta distancia) a la zona de carga negativa de otras molculas
HF
H2O
NH3
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Enlace de hidrgeno en la molcula de agua
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Enlace de hidrgeno Este tipo de enlace es el responsable de la
existencia del agua en estado lquido y slido.
Estructura del hielo y del agua lquida
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Enlaces de hidrgeno en el ADN
Apilamiento de las bases.
May 08, 2002 lecture 2/ MBB 222 02-2 4
Non-covalent Bonds
Much weaker than covalent bonds
- these bonds break and reform at
Room Temperature (RT)
Transient Bonds
- however, cumulatively they are very
effective e.g. helix for proteins and
double helix for DNA
Enlaces de hidrgeno
Interior hidrfobo
Esqueleto desoxiribosa- fosfato
Enlaces de hidrgeno
Exterior hidrfilo
A: adenina G: guanina C: citosina T: timina
Bases nitrogenada
s
Repulsin electrosttica
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Fuerzas entre dipolos transitorios (Fuerzas de London)
Los dipolos inducidos se deben a las fluctuaciones de los electrones de una zona a otra de la molcula,
siendo ms fciles de formar cuanto ms grande sea la molcula: las fuerzas de London aumentan con la
masa molecular.
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Enlace metlico.
Se da entre tomos metlicos.
Todos tienden a ceder e .
Los cationes forman una estructura cristalina, y los e ocupan los intersticios que quedan libres en ella sin estar fijados a ningn catin concreto (mar de e ).
Los e estn, pues bastante libres, pero estabilizan la estructura al tener carga contraria a los cationes.
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Empaquetamiento de cationes metlicos.
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Propiedades de los compuestos metlicos.
Punto de fusin y ebullicin muy variado (aunque suelen ser ms bien alto)
Son muy solubles en estado fundido en otros metales formando aleaciones.
Muy buenos conductores en estado slido.
Son dctiles y maleables (no frgiles).
presin