unid 02-1 enlace quimico
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Teorías del Enlace Químico
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44--11
Teorías del Enlace QuímicoTeorías del Enlace Químico
44--22
ContenidosContenidos
Electronegatividad y EnlaceElectronegatividad y Enlace
Enlace CovalenteEnlace Covalente
Unión IónicaUnión Iónica
Fórmulas de LewisFórmulas de Lewis
Geometría MolecularGeometría Molecular
Polaridad de Enlace y MolecularPolaridad de Enlace y Molecular
Longitud y Energías de EnlaceLongitud y Energías de Enlace
Estados de OxidaciónEstados de Oxidación
Fuerzas IntermolecularesFuerzas Intermoleculares
Teorías del Enlace Químico
2
44--33
ENLACE QUÍMICO I . ENLACE QUÍMICO I .
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
11.. ¿¿ CuándoCuándo sese formaforma enlaceenlace ??
22.. ¿¿ EntreEntre quéqué elementoselementos ??
33.. ¿¿ EnEn quéqué proporciónproporción sese combinancombinan ??
44.. ¿¿ QuéQué formaforma tienentienen laslas moléculasmoléculas ??
44--44
ENLACE QUÍMICOENLACE QUÍMICO
PrincipiosPrincipios::
1. 1. La formación de enlaces permite a un conjunto de La formación de enlaces permite a un conjunto de
átomos átomos disminuir su Energía Potencial.disminuir su Energía Potencial.
2.2. Hay ciertas configuraciones de electrones que Hay ciertas configuraciones de electrones que
permiten a los átomos disminuir su Energía Potencial.permiten a los átomos disminuir su Energía Potencial.
–– ReglaRegla deldel “Dueto”“Dueto” (H)(H)
–– ReglaRegla deldel “Cuarteto”“Cuarteto” (Be)(Be)
–– ReglaRegla deldel “sexteto”“sexteto” (B(B yy Al)Al)
–– ReglaRegla deldel “Octeto”“Octeto” (C,(C, N,N, O,O, F,F, Si,Si, Cl)Cl)
–– OtrasOtras (S,(S, P)P)
Teorías del Enlace Químico
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44--55
ENLACE I . ENLACE I .
LOS TRES MODELOS EXTREMOSLOS TRES MODELOS EXTREMOS
EnlaceEnlace IónicoIónico
EnlaceEnlace CovalenteCovalente
EnlaceEnlace MetálicoMetálico
44--66
ENLACE II. ENLACE II.
Enlace IónicoEnlace Iónico
SeSe dada entreentre átomosátomos concon grangran diferenciadiferencia enen
sussus tendenciastendencias aa ganarganar oo perderperder
electroneselectrones..
UnUn átomoátomo pierdepierde su(s)su(s) electrón(es)electrón(es) dede
valencia,valencia, mientrasmientras elel otrootro átomoátomo loslos ganagana..
Teorías del Enlace Químico
4
44--77
ENLACE III. ENLACE III.
Enlace CovalenteEnlace Covalente
SeSe dada entreentre átomosátomos concon pequeñapequeña
diferenciadiferencia enen sussus tendenciastendencias aa ganarganar oo
perderperder electroneselectrones..
SeSe produceproduce comparticióncompartición dede electroneselectrones..
44--88
ENLACE IV. ENLACE IV.
Enlace MetálicoEnlace Metálico
ÁtomosÁtomos queque tiendentienden aa perderperder electroneselectrones
concon facilidad,facilidad, formanforman unun “fondo“fondo común”común”
dede electroneselectrones..
Teorías del Enlace Químico
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44--99A. Unión iónica B. unión covalente C. unión metálica
Na Cle-
Cl-Na+
Muchos
átomos
Muchos
iones
Cl Br
Cl Br
Muchos
átomosNa
Mar de e-
Muchos
átomos
Los Tres Modelos de EnlaceLos Tres Modelos de Enlace
44--1010
FÓRMULAS DE LEWIS IFÓRMULAS DE LEWIS I
SistemaSistema abreviadoabreviado dede representarrepresentar aa loslos electroneselectrones
queque formanforman enlaceenlace yy elel ordenamientoordenamiento dede átomosátomos enen
unauna moléculamolécula..
ElEl símbolosímbolo dede unun elementoelemento representarepresenta alal núcleonúcleo másmás
loslos electroneselectrones internosinternos..
LosLos electroneselectrones externosexternos sese representanrepresentan porpor puntospuntos
alrededoralrededor deldel símbolosímbolo deldel elementoelemento..
Teorías del Enlace Químico
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44--1111
FÓRMULAS DE LEWIS II FÓRMULAS DE LEWIS II
ParaPara loslos ElementosElementos RepresentativosRepresentativos::
11.. EscribaEscriba elel númeronúmero dede electroneselectrones dede valenciavalencia:: (del(del
últimoúltimo dígitodígito deldel númeronúmero deldel grupo)grupo)..
22.. ArregleArregle estosestos electroneselectrones unouno aa unouno enen loslos cuatrocuatro
ladoslados deldel símbolosímbolo deldel elementoelemento.. NoNo importaimporta porpor
dóndedónde comiencecomience..
33.. PareeParee loslos electroneselectrones solitarios,solitarios, hastahasta usarusar todostodos
loslos electroneselectrones disponiblesdisponibles..
44--1212
C
8A(18)
ns2np6
7A(17)
ns2np5
6A(16)
ns2np4
3A(13)
ns2np1
4A(14)
ns2np2
5A(15)
ns2np3
Ar
Ne
Cl
F
N O
P
S
B
Al
Si
1A(1)
ns1
2A(2)
ns2
Mg
Li Be
Na3
2
Perí
od
o
Símbolos de LewisSímbolos de Lewis
Teorías del Enlace Químico
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44--1313
ENLACE IÓNICO IENLACE IÓNICO I
SeSe dada entreentre átomosátomos concon grangran diferenciadiferencia enen
sussus tendenciastendencias aa ganarganar oo perderperder
electroneselectrones..
UnUn átomoátomo pierdepierde su(s)su(s) electrón(es)electrón(es) dede
valencia,valencia, mientrasmientras elel otrootro átomoátomo loslos ganagana..
44--1414
1s 2s 2p 1s 2s 2p
Li+
+ F-
Li+
1s2 ( ó [ He ] ) + F-[ He ] 2s22p6 ( ó [ Ne ] )
Li+
+ F-.··
··:
B. Li
1s 2s 2p 1s 2s 2p
+ F
+ F [ He ] 2s22p5A. Li [ He ] 2 s1
C. Li + F.
··
··:.
ENLACE IÓNICO IIENLACE IÓNICO II
Teorías del Enlace Químico
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44--1515
Átomo de cloro Cl)
Ión cloruro (Cl-)
Átomo de sodio
(Na)
Ión sodio (Na+)
B. Ordenamiento de
Na+ y Cl- en un
cristal
A. Transferencia
de electrones
Gana electrones
Pierde electrones10e-
16 e- Cl- Na+
C. Cristal de cloruro
de sodio
ENLACE IÓNICO IIIENLACE IÓNICO III
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ENLACE IÓNICO IVENLACE IÓNICO IV
SeSe hanhan formadoformado partículaspartículas concon cargacarga eléctricaeléctrica (Na(Na++ yy
ClCl--))..
EstosEstos ionesiones formanforman unauna redred tridimensionaltridimensional ordenadaordenada
yy alternadaalternada dede cargascargas dede signosigno opuesto,opuesto, cuyacuya
cohesióncohesión sese mantienemantiene mediantemediante fuerzasfuerzas dede CoulombCoulomb..
NoNo hayhay “moléculas”“moléculas” dede NaCl,NaCl, sinosino unun conjuntoconjunto infinitoinfinito
dede ionesiones NaNa++ yy ClCl--..
Teorías del Enlace Químico
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44--1717
ENLACE COVALENTEENLACE COVALENTE
ÁtomosÁtomos deldel centrocentro dede lala tablatabla periódicaperiódica tienentienen
tendenciatendencia aa compartircompartir electrones,electrones, parapara alcanzaralcanzar
configuraciónconfiguración estableestable
TambiénTambién sese formaforma enen aquellosaquellos casoscasos dondedonde elel
aporteaporte conjuntoconjunto dede electroneselectrones aa unun enlaceenlace generagenera
estructurasestructuras electrónicaselectrónicas establesestables..
44--1818
Tarea:Tarea:
•• Dibuje lasDibuje las estructuras de Lewisestructuras de Lewis para los para los
ejemplos que siguen:ejemplos que siguen:
•• Método 1:Método 1: (no sistemático) por inspección(no sistemático) por inspección
Ejemplo 1:Ejemplo 1: HH22 Ejemplo 3:Ejemplo 3: HH22OO
Ejemplo 2:Ejemplo 2: ClCl2 2 Ejemplo 4:Ejemplo 4: PP44
Teorías del Enlace Químico
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44--1919
La electronegatividad es la
capacidad de un átomo que está
enlazado, para atraer los
electrones del enlace.
ELECTRONEGATIVIDAD IELECTRONEGATIVIDAD I
44--2020
ELECTRONEGATIVIDAD IIELECTRONEGATIVIDAD II
LinusLinus PaulingPauling:: SiSi parapara romperromper unun enlaceenlace HH--HH sese
requiererequiere 432432 kJ/molkJ/mol yy parapara romperromper unun enlaceenlace FF--FF
sese requiererequiere 154154 kJ/mol,kJ/mol, entoncesentonces parapara romperromper unun
enlaceenlace HH--FF debedebe serser::
)mol/KJ( 5,2952
154432
EnEn realidad,realidad, sese gastagasta 565565 KJ/molKJ/mol parapara romperromper unun
enlaceenlace HFHF.. HayHay unauna diferenciadiferencia dede 269269,,55 KJ/molKJ/mol..
Teorías del Enlace Químico
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44--2121
SiSi FF atraeatrae aa lala parejapareja dede electroneselectrones concon mayormayor fuerzafuerza
queque H,H, (F(F másmás electronegativoelectronegativo queque H),H), loslos electroneselectrones
pasanpasan másmás tiempotiempo cercacerca dede F,F, luegoluego::
FFdd-- HHdd++
LaLa atracciónatracción entreentre estasestas “pseudo”“pseudo” cargascargas eléctricaseléctricas
requiererequiere dede mayormayor energíaenergía parapara romperromper elel enlaceenlace..
Enlace Covalente Polar
ELECTRONEGATIVIDAD IIIELECTRONEGATIVIDAD III
44--2222
Escala de ElectronegatividadesEscala de Electronegatividades
•• Energías de Energías de enlace “extra”:enlace “extra”:
–– H H -- F F 270 270 ((kJkJ/mol/mol))
–– H H -- Cl Cl 90 90 ((kJkJ/mol/mol))
–– H H -- Br 50 Br 50 ((kJkJ/mol/mol))
–– H H -- I 4 I 4 ((kJkJ/mol/mol))
•• ElectronegatividadElectronegatividad
F > Cl > Br > IF > Cl > Br > I
Teorías del Enlace Químico
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44--2323
ELECTRONEGATIVIDAD IVELECTRONEGATIVIDAD IV
Cuanto más Cuanto más
pequeño es un pequeño es un
átomo, su núcleo átomo, su núcleo
está más cercano está más cercano
al par compartido. al par compartido.
Átomos pequeños Átomos pequeños
son más son más
electronegativos.electronegativos.ElectronegatividadElectronegatividad
ENLACE QUÍMICO Y ENLACE QUÍMICO Y
ELECTRONEGATIVIDAD ELECTRONEGATIVIDAD
LaLa diferenciadiferencia enen electronegatividadelectronegatividad entreentre loslos
átomosátomos dede unun enlaceenlace determinadetermina quéqué átomoátomo adquiereadquiere
lala mayormayor parteparte dede lala densidaddensidad electrónicaelectrónica deldel
enlace,enlace, yy porpor lolo tantotanto determinadetermina elel caráctercarácter iónicoiónico
deldel enlaceenlace..
Teorías del Enlace Químico
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44--2525
Principalmente Principalmente IónicoIónicoPrincipalmente Principalmente IónicoIónico
Covalente Covalente
PolarPolar
Covalente Covalente
PolarPolar
Principalmente Principalmente CovalenteCovalentePrincipalmente Principalmente CovalenteCovalente
2,0 D EN
3,3
0
+ - ENLACE QUÍMICO Y
ELECTRONEGATIVIDAD
ENLACE QUÍMICO Y
ELECTRONEGATIVIDAD
D E N Carácter Iónico
>1,8 iónico
0,4-1,8 Covalente polar
<0,4 Covalente
0 Covalente apolar
SISTEMATIZACIÓN DE SISTEMATIZACIÓN DE
ESTRUCTURAS DE LEWIS ESTRUCTURAS DE LEWIS
1.1. En moléculas ABEn moléculas ABnn , el átomo con menor número , el átomo con menor número
de grupo, es el átomo central (el de menor E. N.)de grupo, es el átomo central (el de menor E. N.)
BBClCl33 , H, H22OO , , NNHH33 , , CCClCl44 , , PPClCl33 , , BeBeFF22
2.2. Determina el número total de electrones de Determina el número total de electrones de
valenciavalencia
BClBCl33 , H, H22O , NHO , NH3 3 , CCl, CCl44 , PCl, PCl33 , BeF, BeF22
24 8 8 32 26 1624 8 8 32 26 16
Teorías del Enlace Químico
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44--2727
SISTEMATIZACIÓN DE SISTEMATIZACIÓN DE
ESTRUCTURAS DE LEWIS ESTRUCTURAS DE LEWIS
3.3. Dibuja un enlace desde el átomo central hasta Dibuja un enlace desde el átomo central hasta
cada átomo de la periferia.cada átomo de la periferia.
44.. RestaResta dosdos electroneselectrones porpor cadacada enlaceenlace..
BB
HH
HH
NN
HH
H H O O HH
ClClClCl
ClCl
24 24 -- 6 = 186 = 18
8 8 -- 4 = 44 = 4
8 8 -- 6 = 26 = 2
44--2828
SISTEMATIZACIÓN DE SISTEMATIZACIÓN DE
ESTRUCTURAS DE LEWIS ESTRUCTURAS DE LEWIS
5.5. Distribuye los electrones restantes en parejas. Trata Distribuye los electrones restantes en parejas. Trata
de dar un octeto, a los átomos más electronegativos de dar un octeto, a los átomos más electronegativos
primero.primero.
HH
HH• • • • NN HH
H H O O HH• •• •
• •• •
ClClClCl
ClCl
BB
• •• •
Teorías del Enlace Químico
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44--2929
SISTEMATIZACIÓN DE SISTEMATIZACIÓN DE
ESTRUCTURAS DE LEWIS ESTRUCTURAS DE LEWIS
Observación:
Las estructuras de Lewis no indican forma
HH
HH
NN
HH HH
HH• • • • NN HH
es equivalente aes equivalente a
44--3030
Enlace Covalente Múltiple Enlace Covalente Múltiple
6.6. En aquellos casos donde el átomo central aún no En aquellos casos donde el átomo central aún no
tenga un octeto, desplaza una pareja de electrones tenga un octeto, desplaza una pareja de electrones
desde los átomos periféricos, para formar un enlace desde los átomos periféricos, para formar un enlace
extra. (Excepciones: Be, B, P, S)extra. (Excepciones: Be, B, P, S)
O O C C OO• •• •
• •• •
• •• •
• •• •NNNN
NN22
10e10e--
COCO22
16e16e--
CC22HH44
(incompleta)(incompleta) (completar)(completar)
Teorías del Enlace Químico
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44--3131
Enlace Covalente DativoEnlace Covalente Dativo
SeSe formaforma entreentre unauna moléculamolécula deficientedeficiente enen
electrones,electrones, comocomo BFBF33,, yy unauna moléculamolécula concon unun parespares
dede electroneselectrones nono compartidoscompartidos comocomo NHNH33
BBFF
FF
FF
NN HH
HH
HH
• •• •++ BBFF
FF
FF
NN HH
HH
HH
44--3232
Enlace Covalente DativoEnlace Covalente Dativo
OOHH
HHOO
HH
HHBeBe
ClCl
ClCl
LosLos electroneselectrones queque participanparticipan enen elel enlaceenlace
sonson aportadosaportados sólosólo porpor unauna moléculamolécula..
Teorías del Enlace Químico
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44--3333
GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULAR
Teoría de la Repulsión de Pares Electrónicos de
Valencia:
Los grupos de electrones de valencia alrededor de
un átomo central, se alejan lo más que pueden
unos de otros, para minimizar repulsiones.
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GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULAR
“Grupos de electrones”“Grupos de electrones”
un par por enlace (enlace simple)un par por enlace (enlace simple)
dos pares por enlace (enlace doble)dos pares por enlace (enlace doble)
tres pares por enlace (enlace triple)tres pares por enlace (enlace triple)
par no enlazantepar no enlazante
electrón solitarioelectrón solitario
Teorías del Enlace Químico
18
120º
180º
Lineal
109,5º
90º
90º
90º
90º
OctaédricaTetraédrica Bipirámide
trigonal
Plana
triangular
GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULAR
A =
X =
-
Ejemplos: CS2 , HCN, BeF2
Lineal
AX2
Lineal
Clase Forma
180°
DOS GRUPOS DOS GRUPOS
DE DE
ELECTRONESELECTRONES
Teorías del Enlace Químico
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TRES GRUPOS DE ELECTRONES
A =
E =
X =
Plana triangular
120°
Ejemplos: SO3 , BF3 , NO3-, CO3
2-
Ejemplos: SO2 , O3 , PbCl2 , SnBr2
AX2E
Clase Forma
AX3
Plana
triangular
Inclinación
(forma V)
CUATRO GRUPOS DE ELECTRONES
A =
E =
X =
109.5°
TetraédricaTetraédrica
Pirámide
trigonalAX3E
AX4
AX2E2
Clase Forma
Ejemplos: CH4 , SiCl4 , SO42- , ClO4
-
Ejemplos: NH3 , PF3 , ClO3 , H3O+
Ejemplos: H2O , OF2 , SCl2
Inclinación
(forma V)
Teorías del Enlace Químico
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44--3939
GEOMETRÍA MOLECULAR. ReglasGEOMETRÍA MOLECULAR. Reglas
1.1. Moléculas o iones Moléculas o iones AXAX22 ((XX igual o igual o
diferente de diferente de AA))
–– si si AA no tieneno tiene electrones no enlazantes, electrones no enlazantes,
geometría linealgeometría lineal
–– si si AA tienetiene una o más parejas no una o más parejas no
compartidas, compartidas, geometría angulargeometría angular
44--4040
GEOMETRÍA MOLECULAR. ReglasGEOMETRÍA MOLECULAR. Reglas
2. 2. Moléc. o iones Moléc. o iones AXAX3 3 ((XX igual o diferente de igual o diferente de AA))
–– si si AA carececarece de parejas de electrones, estructura de parejas de electrones, estructura
triangular (plana trigonal)triangular (plana trigonal)
–– si si A A tienetiene un par de electrones no compartidos, un par de electrones no compartidos,
estructuraestructura piramidalpiramidal
3. 3. Moléc. o iones Moléc. o iones AXAX44 ((AA igual o diferente deigual o diferente de XX))
–– si si AA carececarece de parejas de electrones no de parejas de electrones no
enlazantes, estructuraenlazantes, estructura tetraédricatetraédrica
Teorías del Enlace Químico
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44--4141
POLARIDAD MOLECULARPOLARIDAD MOLECULAR
EnEn unauna moléculamolécula simple,simple, comocomo HF,HF, lala polaridadpolaridad
deldel enlaceenlace causacausa polaridadpolaridad dede lala moléculamolécula..
EnEn moléculasmoléculas concon másmás dede dosdos átomos,átomos, lala
polaridadpolaridad molecularmolecular dependedepende dede lala polaridadpolaridad dede
todostodos loslos enlacesenlaces,, yy dede lala formaforma molecularmolecular..
HHHHHHHH
OOOO• •• •
• •• •
• •• •
• •• • OO CC OO
44--4242D
B
A
d
d-
d-
d
d
d
C
d
d-
Polaridad Polaridad
de la de la
molécula molécula
de aguade agua
Teorías del Enlace Químico
22
44--4343
PROPIEDADES DEL ENLACE PROPIEDADES DEL ENLACE
COVALENTECOVALENTE
OrdenOrden dede EnlaceEnlace::
NúmeroNúmero dede parespares dede electroneselectrones compartidoscompartidos
entreentre dosdos átomosátomos enlazaadosenlazaados
EnergíaEnergía dede EnlaceEnlace::
CantidadCantidad dede energíaenergía requeridarequerida parapara romperromper unun
enlaceenlace
LongitudLongitud dede EnlaceEnlace::
DistanciaDistancia entreentre dosdos núcleosnúcleos enlazadosenlazados
44--4444
LasLas propiedadespropiedades dependendependen deldel balancebalance entreentre
atraccionesatracciones núcleonúcleo--electrónelectrón yy repulsionesrepulsiones
núcleonúcleo--núcleonúcleo yy electrónelectrón--electrónelectrón
PROPIEDADES DEL ENLACE PROPIEDADES DEL ENLACE
COVALENTECOVALENTE
A mayor ordenorden dede enlace,enlace, menor
longitudlongitud dede enlaceenlace y mayor energíaenergía dede
enlaceenlace
Teorías del Enlace Químico
23
44--4545
ESTADOS DE OXIDACIÓNESTADOS DE OXIDACIÓN
Número de Oxidación:
Sistema contable que determina
qué átomos pierden o ganan carga
electrónica en un enlace
44--4646
1.1. Al elemento más electronegativo en un enlace se Al elemento más electronegativo en un enlace se
le asignan todos los electrones compartidos. Al le asignan todos los electrones compartidos. Al
elemento menos electronegativo no se asigna elemento menos electronegativo no se asigna
electroneselectrones
2.2. A cada átomo en el enlace se asignan todos los A cada átomo en el enlace se asignan todos los
electrones no compartidoselectrones no compartidos
3.3. El número de oxidación (Nox) esEl número de oxidación (Nox) es
Nox = Nox = electrones de valencia electrones de valencia -- (electrones (electrones
compartidos + electrones no compartidos)compartidos + electrones no compartidos)
ESTADOS DE OXIDACIÓN. AsignaciónESTADOS DE OXIDACIÓN. Asignación
Teorías del Enlace Químico
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44--4747
Tarea:Tarea:
Asignar los estados de oxidación enAsignar los estados de oxidación en
Ejemplo 1:Ejemplo 1: BFBF33
Ejemplo 2:Ejemplo 2: NHNH33
Ejemplo 3:Ejemplo 3: CClCCl4 4
Comparación de las Energías Asociadas con las Fuerzas de
Enlace Intramolecular
Fuerza
Base de
AtracciónModeloEnergía
(kJ/mol) Ejemplo
+ - +
+ - +
- + -Iónico Catión-anión 400-4000 NaCl
++ ++CovalenteNúcleo-par
enlazante150-1100 H-H
++ ++ ++
++ ++ ++
++ ++ ++
Metálico
Cationes-
electrones
deslocalizados
75-1000 Fe
Teorías del Enlace Químico
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Comparación de las Energías Asociadas con las Fuerzas de
Enlace Intermolecular
+
Fuerza Modelo
Bases de
Atracción
Energía
(kJ/mol) Ejemplo
Ion-dipolo
Dipolo-
dipolo
Carga iónica-
carga dipolo
Cargas
dipolos
40-600
5-25
Na+···OH2
I-Cl····I-Cl
44--5050
Interacción IonInteracción Ion--dipolodipolo
Teorías del Enlace Químico
26
44--5151
A.
El agua destilada no
conduce corriente
B.
Iones positivos y
negativos fijos en un
sólido no conducen
corriente
C.
En solución, los iones
positivos y negativos
conducen corriente
Hacia el
electrodo (+)
Hacia el
electrodo (-)