Post on 13-Dec-2015
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
ENLACE QUIMICO
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ING. ISABEL RAMIREZ CAMAC
OBJETIVOS
1.-Identificar los diferentes tipos de enlace.
2.-Conocer las teorias sobre el comportamiento de los
electrones en las moleculas.
3.-Conocer y describir las geometrias moleculares.
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Simplemente debido al tipo de fuerza que mantiene unido a los átomos de cada sustancia. Estas fuerzas se llaman ENLACES QUÍMICOS y son las que mantienen unidos a los átomos.
1eraSEMANA
Estamos frente a tres sustancias muy distintas entre sí en propiedades. ¿Por qué?
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SEMANA 1
Resulta de la presencia de fuerzas de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica).(TRANSFERENCIA DE ELECTRONES)
Las bases para una teoría moderna del enlace químico fueron establecidasPor G.Lewis e I.Langmuir en 1916-1920.
ENLACE IONICO
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Se encuentran en la naturaleza formando redes cristalinas• son sólidos duros y quebradizos• baja conductividad electrica y termica
Su dureza es bastante grande• puntos de fusión y ebullición altos. • Cuando se calientan al estado de fusion (si no se
descomponen) conducen la electricidad.
Muchos compuestos ionicos se disuelven en disolventes muy polares (como el agua) • sus soluciones son electricamente conductoras.
CARACTERISTICAS DE LOS COMPUESTOS IONICOS
ENLACE COVALENTE Es el resultado de la compartición de uno, dos o mas pares de
electrones de valencia entre átomos generalmente no metálicos
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PARAMETROS DE ENLACEPermiten entender la redistribución electrónica
ocurrida en la formación del enlace
1.-ENERGIA DE ENLACEEs la energía liberada en el proceso de formación de un enlace,
o es la energía absorbida para romper un enlace
A B
A B
Estado energia
Estado de energia
A B Estadoenergia
A BEstadoenergia
Proceso libera energia:(-) ENERGIA DE ENLACE Proceso absorbe energia (+) ENERGIA DE DISOCIACION
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2.-LONGITUD DE ENLACE Es la distancia promedio entre los núcleos de dos átomos enlazados. Se puede
concluir que:
A menor longitud de enlace, mayor unión química.
F-F 1,42 ACl-Cl 1,98Br- Br 2,28
I – I 2,27
A mayor numero de enlaces, menor
Longitud de enlace, pero mayor energía de enlace
C-C 1,54 AC = C 1,33 ACC 1,20 A
Los radios covalentes de diferentes átomos pueden
sumarse , para obtener long.de enlace razonables .
Ej: Rc(Cl+C ) = 0,77 +0,99 = 1,76 A
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3.-ANGULO DE ENLACEEs el angulo interno de la intersección entre las dos líneas trazadas a través de un núcleo de un átomo central desde los núcleos de los átomos enlazados a el.Sirve para predecir las formas geometricas,usando el principio de repulsión entre pares electrónicos.
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1.-Por la Polaridad
ENLACE COVALENTE APOLAR Los e- compartidos son atraídos por la misma
fuerza eléctrica por cada núcleo
TIPOS
DE
ENLACE
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ENLACE COVALENTE POLAR Los pares de e- compartidos son atraídos con mayor fuerza eléctrica por el átomo mas
Electronegativo 0 EN 1,9
El enlace covalente polar, tiene importancia en los procesos Biólógicos,polaridad del agua, estabilidad de las proteínas, en la Solubilidad.
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2.- Por la forma de compartir los pares
de electrones
Enlace covalente puroCuando cada átomo aporta 1 e- del enlace compartido
Ejm : H2
Enlace covalente coordinado o dativo.
Un solo átomo aporta los 2e- del enlace
Ejm : NH4 +
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3.-Por el numero de e- compartidos
Enlace covalente simple .
Ejm : H2 ,NH4 +
Enlace covalente multiple
Doble Triple
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ESCRITURA DE LA FORMULA DE LEWIS PARA COMPUESTOS CON ENLACE COVALENTE1.-Elegir un “esqueleto” lo mas simétrico (razonable)considerando: -El atomo central es el elemento menos electronegativo,excepto H y F. -Los atomos de Oxigeno no se enlazan entre si, excepto :O2 , O3 , O2
2- , O2 -
En los oxoacidos el H habitualmente se enlaza a un O, no al atomo central. Ejm: HNO2
H O N O
Excepto,H3PO3 , H3PO2
a) Cuando tienen mas de un átomo central se usan los esqueletos mas simétricos.
Ejm: C2H4
H H
C C
H H15
Ejemplo:Escriba la fórmula de Lewis para el H2SO4
1.- O H O S O H O 2.- N =8 x 5 + 2x2 = 44 electrones necesarios
3.- D =2 x 1(H) + 1 x 6 (S) + 4 x 6 (O) = 32 electrones disponibles
4.- C = N –D 44 – 32 = 12 electrones compartidos ( 6 pares de electrones)
5.- O
H O S O H O 6.-
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Ejm :Para el ión CO3=
N = 8x 4 = 32 electrones necesariosD = 4 + 6 x 3 =22 +2 (carga) = 24
C = 32-24 = 8 electrones ( 4 pares compartidos) 2-
O O C O
CARGA FORMAL.-Es la carga parcial de un átomo en una molécula o ión poliatómicoCF = Z – [(# de enlaces) +(# de electrones no compartidos)].Ejm. La carga formal para el CCFc =4 –[4 +0] = 0La suma de las cargas de cada atomo es igual a la carga del ión.
NOTA:HAY EXCEPCIONES DE LA REGLA DEL OCTETO PARA ALGUNOSCOMPUESTOS.
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N
O
O
O
N
O
O
O
N
O
O
O
Ejm: Para el NO3-
NO3– = 24e–
RESONANCIA (ENLACE DESLOCALIZADO)
Ejm, Para la molécula N2O
:N-N ≡ O :
--2 + +
CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOSCOMPUESTOS COVALENTES
Gases
Líquidos (Br2 )
sólidos de bajo punto de fusión
La mayoría son insolubles en disolventes polares,solubles en disolventes apolares
Los líquidos y sólidos fundidos no conducen la electricidad.
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Teorias sobre el enlace covalente
TEVDesarrollada por Heitler y Pauling
TRPEV basada en planteamienosSidgwick yPowell
TOM
TEORIAS SOBRE EL ENLACE COVALENTE
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TEO
RIA
DEL
EN
LACE
DE
VALE
NCI
ADescribe como se produce el enlace, en función del traslape de orbitales
atómicos (OA).
Se pueden formar orbitales híbridos (mejoran la geometría de las
moléculas).
El número de orbitales híbridos formados es siempre igual al número de
orbitales atómicos usados.
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No explica como se produce el enlace,los electrones de la capa de valencia sobre el
atomo central es significativoLos pares de
electrones tienden a estar tan lejos como sea posible
Moléculas que no tienen pares libres
Moléculas con pares libres (no
enlazados )
Ayuda a comprender y a predecir la disposición espacial del los átomos en
una molécula o ión.
Teoria de Repulsión de los Pares Electronicos de la Capa de Valencia
O Modelo de Repulsion de los Pares Electronicos de la Capa de Valencia
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met
ano
amon
iaco
Dio
xido
de
carb
ono
Anio
n su
lfato
At.central C
N C S
N°at.enlaz 4 3 2 4
Pares no compartidos
0 1 0 0
Regiones 4 4 2 4
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Moléculas con átomo central con pares libres
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Hibridacion de orbitales atomicos TIPOS DE HIBRIDACION
sp, BeCℓ2 4 Be 1s 2 2s2
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2s2
2p 2p2p promocionasp sp
2p 2p
G.electronica:Lineal.
Otros ejms:BeCl2 ,BeBr2 ,BeI2
CdX2 ,HgX2.(X= Cl,Br ó I )
TIPO sp2 ( 1s +2p) habrá 3 orbitales hibridos sp2
5 B 1s2 2s2 2p1
2s2
2p1 2p 2p sp2sp2 sp2
p
G.E trigonal plana
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TIPO sp3
6C 1s2 2s2 2p2
hibridizacion
2s
2p 2p
sp3
2p
G.Etetraédrica
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Tipo sp3d 1.-Estado basal del P :
3s 3p 3d
2.-Estado excitado
3.-Mezcla;OH
sp3d
GeometriaBipiramidaltrigonal
Nota:Pueden formar además del P el As y Sb , no el N
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Tipo sp3d21.-Estado basal de S es [Ne]3s23p4
2.-Est.excitado
3.-Mezc.OH
3s 3p 3d
sp3d2
GeometriaOctaédrica
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GEOMETRIA MOLECULAR
ORGANIZACIÓN TRIDIMENSIONAL DE LOS ATOMOS EN UNA MOLECULA
DEPENDE DE LA LONGITUD Y DE LOS ANGULOS DE ENLACE .
NO SE PUEDE PREDECIR A PARTIR DE LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS
SE DEBE DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE
Tamaño y forma molecular
Energias de enlace y polaridad
Propiedades físicas y
quimicas de las moleculas
+ =
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ESTRUCTURA MAS ESTABLE
CUANDO LAS REGIONES ESTAN MAS SEPARADAS
MAXIMA ESTABILIDAD-OPUESTOS
Estas disposiciones:GEOMETRIA ELECTRONICA
GEOMETRIA MOLECULAR
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¿Hay enlaces polares
presentes?
¿Estos enlaces están dispuestos de forma que se
cancelen
¿Estos pares están dispuestos de forma que se
cancelen
La molécula ES POLAR
¿Hay pares solitarios sobre el átomo central?
La molecula ES APOLAR
La molécula es POLAR
La molécula ES APOLAR
Guía para determinar si una molécula poliatómica es polar o apolar
NO NO
NONO
NO
Si
Si
Si
SSii
NONONO
Ing. Isabel Ramirez Camac 36
Para analizar la estructura y el enlace se sugiere el procedimiento:
1.-Estructura de Lewis
2.-Hallar las regiones de elevada densidad electrónica. (TRPECV)
3.-Determinar la geometría electrónica
7.-¿Puede identificarse otro átomo central
Determina si la molécula es polar o apolar
4.-Determinar la GEOMETRIA MOLECULAR
6.-Determinar los O.Hibridos,describe el enlace
5.-Ajustar la G.M para los pares solitarios
si
No
37ejercicios