1.2 Uniones Interatómicas e Intermoleculares

1Unin qumica

IUCS, Fundacin H. A. BarcelBioqu mica

Dr. Gustavo M. Bertot

Enlace qumico

Fuerza de interaccin que mantiene unidos a los tomos

en las molculas.



2Enlace qumico Cuando los tomos se enlazan entre si, ceden, aceptan o comparten electrones. Son los electrones de valencia quienes determinan de que forma se unir un tomo con otro y las caractersticas del enlace.

La valencia es el nmero de electrones ganados, perdidos o compartidos en una unin qumica.



Enlace qumico

Los elementos al combinarse unos con otros, aceptan, ceden o comparten electrones con la finalidad de tener 8 electrones en su nivel ms externo, esto es lo que se conoce como la regla del octeto.



3Tipos de enlace qumico

Enlaces qumicos

INTERATMICOS

INTERMOLECULARES

Electrovalenteo Inico

Covalente

Puro

Coordinado o Dativo

Covalente Polar

Enlace in-dipolo

Enlace dipolo-dipolotransitorio (Fuerzad e

van der Waals)

Enlace dipolo-dipolopermanente (Puente de

hidrgeno)

Simple

Doble

Triple



Tipos de enlace qumico

Enlace inico: Resulta de las interacciones electrostticas entre iones. Hay una transferencia de electrones de un tomo a otro.

Enlace covalente: Resulta de compartir un par de electrones.

Los tomos con frecuencia ganan, pierden o comparten electrones tratando de alcanzar el mismo nmero de electrones que los gases nobles ms cercanos a ellos en la tabla peridica (regla del octeto). IUCS, Fundacin H. A. BarcelBioqu mica


4El tipo de enlace estar dado en relacin a la diferencia de electronegatividad entre

los tomos que forman el compuesto.



Un tomo electropositivo cede electrones a un tomo electronegativo dando lugar a un in positivo (catin) y a un in negativo (anin), respectivamente.

Enlace inico



5Enlace inico:

La fuerza de atraccin entre los iones determina un complejo molecular.

Disposicin de los iones en un cristal de cloruro de sodio

Modelo de esperas y varillas de un cristal de cloruro de sodio. El dimetro de un ioncloruro es alrededor del doble del de un ion de sodio

El cloruro de sodio es un s lido cristalino de forma cubica que tiene un punto de fisin de 808 C



Fuerza de atraccin relativa de cada tomo

El tomo Btiene los electrones ms cerca



6Polaridad de los enlacesCuando existe diferencias entre las electronegatividades de los elementos que forman parte de un compuesto, los electrones del enlace estarn "desplazados" hacia el tomo mas electronegativo (la rbita en que se encuentran estos electrones ser asimtrica) y por lo tanto el enlace ser polar.

Esto no significa que la molcula no sea neutra, lo que ocurre es que aparecen cargas elctricas infinitesimales (diferenciales de carga, < 1) siendo negativas alrededor del elemento ms electronegativo y positivas sobre aquel cuya electronegatividad es menor



Momento dipolar



7Enlace covalenteLos tomos se enlazan compartiendo electrones no apareados de sus capas externas.



Enlace covalenteLos tomos se enlazan compartiendo electrones no apareados de sus capas externas.



8Enlace covalente

DobleDoble, cuando dos pares de electrones son compartidos.

TripleTriple, cuando tres pares de electrones son compartidos



Enlace covalente dativo

Es un tipo especial de unin covalente en la cual los dos electrones compartidos en un enlace son aportados por uno de los tomos. Se establece cuando un tomo tiene sus orbitales completos y el otro tomo tiene un orbital vaco.Ej: NH4+, H3O+, SO2



9Enlace metlico

Es similar a la unin covalente ya que se comparten electrones.

Se diferencia en que los electrones son compartidos por todos los tomos presentes en el slido.



Fuerzas y unionesintermoleculares en

gases, lquidos y slidos



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Uniones Intermoleculares

Se establecen entre cargas elSe establecen entre cargas elctricas de dos molctricas de dos molculas o culas o especies quespecies qumicasmicas

Distinguimos 3 tipos principales:Distinguimos 3 tipos principales:UniUnin entre dos iones (unin entre dos iones (unin in inica)nica)

UniUnin entre 2 dipolos permanentes (puente de hidrn entre 2 dipolos permanentes (puente de hidrgeno) geno)

UniUnin entre 2 dipolos espontn entre 2 dipolos espontneosneos-- inducidos (Fuerzas de inducidos (Fuerzas de LondonLondon o Uniones de van o Uniones de van derder WaalsWaals))



Uniones entre dos iones

Cl- Na+



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Interacciones dipolo-dipolo

Ocurren entre molculas covalentes polares

+ -+ -

+

-+ -

+

-

+ -+ -



Uniones entre dipolos permanentesPuentes de Hidrgeno

H Hdd +: 0.41 +: 0.41 dd +: 0.41+: 0.41

dd--:: 0.820.82O

::O H H ::O H

H ::O H

H dd ++

dd ++dd-- dd--

Caso particular de interaccin dipolo-dipolo

Tiene lugar entre molculas covalentes polares y uno de los 3 elementos pequeos de alta elactronegatividad: O, N, F.



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Uniones entre dipolos espontneos e inducidos(Fuerzas de London o Uniones de van der Waals)

Los electrones de tomos y molculas simtricas se deslocalizan espontneamente dando diferencias de carga elctrica, que generan uniones intermoleculares.

Br Brd-

d+Br Br

d-

d+

Br Brd-

d+

La molculas no polares (y los tomos con capas electrnicas cerradas, Ar), responden a campos elctricos (momentos dipolares) de molculas vecinas, dando dipolos inducidos.

+ - + - + -IUCS, Fundacin H. A. Barcel

Bioqu micaDr. Gustavo M. Bertot

Interacciones in-dipoloSe establece entre un in y el extremo opuesto en carga de

un dipolo.

+ -

+ -

+ -

+

-

Cl-

+

-+ -

-+

- +

-+

-+

Na+

-+

-+

Molculas de agua rodeando al anin Cl- y al catin Na+



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Las uniones intermoleculares definen el estado fsico de la materia

GASES: Uniones intermoleculares muy dbiles. Para los gases ideales, las fuerzas intermoleculares son nulas.

LQUIDOS: Uniones intermoleculares intermedias, no tienen forma propia (mercurio, bromo, agua). Admiten y dispersan a slidos, lquidos y gases. Las dispersiones moleculares o inicas en los lquidos se denominan soluciones.

SLIDOS: Uniones intermoleculares fuertes, tienen forma propia y no son penetrables (metales, sales, hielo).



Gases:energa cintica y uniones intermoleculares

1. Las molculas de los gases se mueven continuamente, en movimiento rectilneo al azar chocando con las paredes del recipiente y con otras molculas.

2. Los choques son elsticos, hay una conservacin de la cantidad de movimiento (energa cintica de las molculas).

3. tomos y molculas en fase gaseosa generan dipolos espontneos por distribucin asimtrica instantnea de las nubes electrnicas, llamadas fuerzas de dispersin (atraccin).



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En los gases no hay uniones intermoleculares, ya que cuando stas se manifiestan los gases se lican y pasan al estado lquido.

En los gases se reconocen bajo la denominacin de fuerzas de van der Waals a las atracciones moleculares:

(a) fuerzas de dispersin (fuerzas de London).

(b) dipolo dipolo inducido (mezclas de gases, NH3y N2).

(c) dipolo-dipolo (CO, NO, H2O, etc).



Lquidos y uniones intermoleculares

1. Las uniones intermolecularesen los lquidos, hacen quelos lquidos tomen la forma de los recipientes y que se puedan (a) intercalar objetos slidos (efecto macroscpico) y (b) dispersar otras molculas y formar soluciones (efecto microscpico).

2. En el estado lquido, las molculas son mviles y los espacios intermoleculares son aproximadamente del dimetro molecular.



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En los lquidos, las molculas se mueven y aunque permanecen en contacto con sus vecinas, tienen la

suficiente energa cintica para abrirse paso hacia los alrededores, y toda la masa de sustancia resulta fluda.

Movimiento de una molcula en el seno de un liquido.

Observe el movimiento rectilneo y al azar.



En los lquidos, las uniones intermoleculares ocurren entre:

1. Dos dipolos instantneos (fuerzas de London).2. Dos dipolos permanentes (uniones puente de

hidrgeno).3. Un dipolo permanente y un dipolo inducido.

en las soluciones4. todo lo anterior, y para las soluciones de sales en

agua, la interaccin in-solvente polar (agua).



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Slidos y uniones intermoleculares

Los slidos, cristalinos o amorfos, metales o metaloides, tienen uniones intermoleculares fuertes.

Las uniones muy fuertes definen una disposicin fija y ordenada de las molculas o iones, que se reconoce en la forma de los cristales



Si el proceso de formacin de un slido es lento, en general se forman cristales. Si el proceso es rpido produce slidos amorfos.

Un cristal es un slido donde los tomos y las molculas tienen un orden estricto, con vibraciones alrededor de posiciones fijas. La unidad repetitiva de ese ordenamiento es llamada celda unitaria.

La formacin de cristales se entiende como el

empaquetamiento de los esferoides que son

los tomos y las molculas



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Metales (slidos metlicos)

Fsicamente maleables y dctiles, brillantes, conductores del calor y de la electricidad.

En los metales, los tomos presentan un empaquetamiento compacto y se encuentran inmersos en un mar de electrones mviles

Los electrones mviles explican la conduccin de la electricidad, la reflexin de la luz, y la maleabilidad y ductilidad.



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