Décimo Séptima Sesión Tipos de enlace químico. Enlace covalente Compartición de pares de...
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Décimo Séptima SesiónDécimo Séptima Sesión
Tipos de enlace químicoTipos de enlace químico
Enlace covalenteEnlace covalente
• Compartición de pares de electrones.Compartición de pares de electrones.
Enlace covalente (2)Enlace covalente (2)
• Compuestos orgánicos.Compuestos orgánicos.
¿100% covalente?¿100% covalente?
• Moléculas diatómicas homonuclearesMoléculas diatómicas homonucleares
Enlace iónicoEnlace iónico
Enlace iónico (2)Enlace iónico (2)
¿100% iónico?¿100% iónico?
• No hay compuestos 100% iónicos.No hay compuestos 100% iónicos.• Se analiza la diferencia de Se analiza la diferencia de
electronegatividades.electronegatividades.• Si la diferencia es pequeña Si la diferencia es pequeña
covalencia.covalencia.• Si la diferencia es grande Si la diferencia es grande enlace enlace
iónico.iónico.
Porcentaje de carácter iónicoPorcentaje de carácter iónico
• Linus Pauling.Linus Pauling.
4.1
BA χχ 18 %CI
Porcentaje de carácter iónico (2)Porcentaje de carácter iónico (2)
Porcentaje de carácter iónico (3)Porcentaje de carácter iónico (3)
Enlace covalente polarEnlace covalente polar
• La electronegatividad es la responsable La electronegatividad es la responsable de la polarización de los enlaces.de la polarización de los enlaces.
Enlace covalente polar (2)Enlace covalente polar (2)
BrH
HN
HO
ClH
Dos átomos están suficientemente cercanos como para que sus orbitales se mezclen
Sus valores de electronegatividad son…
similares muy diferentes
Enlace iónico
Metales No metales
Enlace metálico Enlace covalente
Sus valores de electronegatividad son…
Muy cercanos Diferentes
Enlace covalente no polar Enlace covalente polar
• Anton Eduard vAnton Eduard van an Arkel -en la Arkel -en la fotografía- (1893-fotografía- (1893-1976) y J.A.A. 1976) y J.A.A. Ketelaar en los Ketelaar en los años 40:años 40:
Triángulo de Van Arkel-KetelaarTriángulo de Van Arkel-Ketelaar
• Michael Laing.Michael Laing.
• En 1993.En 1993.
Tetraedro de LaingTetraedro de Laing
Teorías de estructura y el Teorías de estructura y el tetraedro de Laingtetraedro de Laing
Tarea 36Tarea 36
¿Cuál de los siguientes enlaces será ¿Cuál de los siguientes enlaces será iónico?iónico?
a)a) H - H H - H
b)b) O - ClO - Cl
c)c) Na - FNa - F
d)d) C – NC – N
e)e) Cs - FCs - F
f)f) Zn – ClZn – Cl
Escriba las estructuras de Lewis Escriba las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas:para las siguientes moléculas:
a)a) HFHF
b)b) CClCCl44
c)c) COCO
d)d) COCO22
Tarea 37Tarea 37
Escriba las estructuras de Lewis Escriba las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas:para las siguientes moléculas:
a)a) NHNH44++
b)b) CC22HH66
c)c) CC22HH44
d)d) CC22HH22
e)e) HCl HCl
f)f) HCNHCN
Tarea 38Tarea 38
Teoría de Enlace Teoría de Enlace (Unión) Valencia(Unión) Valencia
• Walter Heinrich Walter Heinrich Heitler (1904-Heitler (1904-1981) y Fritz 1981) y Fritz London (1900-London (1900-1954).1954).
• En 1927: En 1927:
Teoría de enlace valenciaTeoría de enlace valencia
• Teoría de unión valencia cuantitativa.Teoría de unión valencia cuantitativa.
• Método aproximado para resolver la Método aproximado para resolver la ecuación de Schrödinger.ecuación de Schrödinger.
• Ión molecular de Hidrógeno: HIón molecular de Hidrógeno: H22++
Teoría de enlace valencia (2)Teoría de enlace valencia (2)
• Teoría de unión valencia cuantitativa.Teoría de unión valencia cuantitativa.
• Método aproximado para resolver la Método aproximado para resolver la ecuación de Schrödinger.ecuación de Schrödinger.
• Ión molecular de Hidrógeno: HIón molecular de Hidrógeno: H22++
H + HH + H++ H H22++
Teoría de enlace valencia (3)Teoría de enlace valencia (3)
RAB
A B
e
rA rB
Núcleos FijosNúcleos Fijos
• Max Born (Max Born (1882-1882-1970)1970) y y Julius Julius Robert (1904-Robert (1904-1966) 1966) Oppenheimer Oppenheimer
• Aproximación de Aproximación de Born-Born-Oppenheimer.Oppenheimer.
Teoría de enlace valencia (4)Teoría de enlace valencia (4)
E H
R
e
r
e
r
e H
:atómicas unidadesEn
V T H
AB
2
B
2
A
22
Teoría de enlace valencia (5)Teoría de enlace valencia (5)
• Heitler y London proponen construir Heitler y London proponen construir funciones de onda aproximadas que funciones de onda aproximadas que resuelvan la ecuación de Schrödinger resuelvan la ecuación de Schrödinger para el Hpara el H22
++. Consideremos los dos . Consideremos los dos estados:estados:
HHAA + H + HBB++ 11
HHAA++ + H + HBB 22
Teoría de enlace valencia (6)Teoría de enlace valencia (6)
• Y proponemos a las funciones solución Y proponemos a las funciones solución como combinaciones lineales de las como combinaciones lineales de las funciones que describen los dos funciones que describen los dos estados posibles.estados posibles.
2211 cc Ψ
Teoría de enlace valencia (7)Teoría de enlace valencia (7)
• La energía debe minimizarse: La energía debe minimizarse:
E
H2+ H2
+
EHA HA
+HB+ HB
0c
E
1
0c
E
2
Teoría de enlace valencia (8)Teoría de enlace valencia (8)
1cc
1cc
21
21
• Dos formas en que se encuentra un Dos formas en que se encuentra un mínimo:mínimo:
Teoría de enlace valencia (9)Teoría de enlace valencia (9)
21
21
• Y se encuentran dos funciones de Y se encuentran dos funciones de onda:onda:
Teoría de enlace valencia (10)Teoría de enlace valencia (10)
1d2
• Las funciones de onda deben cumplir Las funciones de onda deben cumplir con el postulado de Born:con el postulado de Born:
Teoría de enlace valencia (11)Teoría de enlace valencia (11)
• Con lo que se obtiene:Con lo que se obtiene:
)(2
1
)(2
1
21
21
Teoría de enlace valencia (12)Teoría de enlace valencia (12)
• Y las densidades electrónicas serían:Y las densidades electrónicas serían:
)2(2
1
)2(2
1
2122
21
2
2122
21
2
¿Qué significa?¿Qué significa?
Átomos separadosÁtomos separados
A BA B
2A 2
A2B 2
B
Teoría de enlace valencia (13)Teoría de enlace valencia (13)
• Orbital de enlace:Orbital de enlace:
)2(2
121
22
21
2
EnlaceEnlace
A BA B
)2(2
121
22
21
2
Teoría de enlace valencia (14)Teoría de enlace valencia (14)
• Orbital de antienlace:Orbital de antienlace:
)2(2
121
22
21
2
AntienlaceAntienlace
A B A B
Teoría de enlace valencia (15)Teoría de enlace valencia (15)
A B
A B
A B
A B
A B
A B
Teoría de enlace valencia (16)Teoría de enlace valencia (16)
Molécula de HidrógenoMolécula de Hidrógeno
A B
RAB
e1 e2
rA1 rB2
rB1
rA2
r12
Molécula de Hidrógeno (2)Molécula de Hidrógeno (2)
12
2
AB
2
B2
2
B1
2
A2
2
A1
2
r
e
r
e
r
e-
r
e-
r
e-
r
e- V
Molécula de Hidrógeno (3)Molécula de Hidrógeno (3)
1B
2A2
2B
1A1
HH
HH
A B
A B
1
2
2
1
Molécula de Hidrógeno (4)Molécula de Hidrógeno (4)
1cc
1cc
ccN
21
21
2211
Molécula de Hidrógeno (5)Molécula de Hidrógeno (5)
CalculadaCalculada ExperimentalExperimental
E (eV)E (eV) 3.143.14 4.74664.7466
R (R (Ǻ)Ǻ) 0.870.87 0.741160.74116
ResonanciaResonancia
• Trucos para construir la función de Trucos para construir la función de onda adecuada para poder resolver la onda adecuada para poder resolver la Ecuación de Schödinger.Ecuación de Schödinger.
• Las formas resonantes no existen en la Las formas resonantes no existen en la realidad.realidad.
1B
2A2
2B
1A1
HH
HH
Resonancia (2)Resonancia (2)
1.1. Las formas resonantes deben tener Las formas resonantes deben tener energías semejantes.energías semejantes.
2.2. Los núcleos deben ocupar las Los núcleos deben ocupar las mismas posiciones relativas en todas mismas posiciones relativas en todas las formas resonantes.las formas resonantes.
3.3. Todas las formas resonantes deben Todas las formas resonantes deben tener el mismo número de electrones tener el mismo número de electrones despareados.despareados.
Resonancia (3)Resonancia (3)
• Las funciones de onda se escriben a Las funciones de onda se escriben a partir de las formas resonantes:partir de las formas resonantes:
nn2211 c...ccN
NitrometanoNitrometano
DistanciaDistancia
N-ON-O
1.31 1.31 ǺǺ
DistanciaDistancia
N=ON=O
1.2 1.2 ǺǺ
Distancia N O en el Distancia N O en el NitrometanoNitrometano
1.22 1.22 ǺǺ
Nitrometano (2)Nitrometano (2)
• Se proponen las Se proponen las formas formas resonantes:resonantes: I
II
Bióxido de CarbonoBióxido de Carbono
DistanciaDistancia
C=OC=O
1.22 1.22 ǺǺ
DistanciaDistancia
CCOO
1.10 1.10 ǺǺ
Distancia C O en el Distancia C O en el Bióxido de CarbonoBióxido de Carbono
1.15 1.15 ǺǺ
Bióxido de Carbono (2)Bióxido de Carbono (2)
• Se proponen las Se proponen las formas formas resonantes:resonantes:
I
II
III
BencenoBenceno
DistanciaDistancia
C-CC-C
1.54 1.54 ǺǺ
DistanciaDistancia
C=CC=C
1.32 1.32 ǺǺ
Distancia C C en el Distancia C C en el BencenoBenceno
1.39 1.39 ǺǺ
Benceno (2)Benceno (2)
• Se proponen las Se proponen las formas formas resonantes:resonantes:
Kekulé
Dewar
I II
III IV V
VVIVIVIIIIIIIIIIII cccccN
Resonancia (4)Resonancia (4)
• Las formas resonantes no tienen Las formas resonantes no tienen existencia real, sólo son un truco para existencia real, sólo son un truco para escribir una mejor función de onda.escribir una mejor función de onda.
• A veces se confunde con tautomería.A veces se confunde con tautomería.
TautomeríaTautomería
• Tautomería ceto-enol:Tautomería ceto-enol:
CH3-C-CH3 CH3-C-CH3 CH3-C=CH2 CH3-C=CH2
O OHO OH
Forma cetónica Forma Forma cetónica Forma enólicaenólica
• En la tautomería los átomos no ocupan En la tautomería los átomos no ocupan las mismas posiciones relativas.las mismas posiciones relativas.