ENLACE QUIMICO.CONCEPTO:El enlace qumico es un fenmeno asociado a fuerzas de naturaleza elctrica o magntica que mantieneunidosatomos,ionesymolculasparalograrsistemasmsestablesquese caracterizan por tener menor energa.EN LA MESA de casi todas las cafeteras encontramos dos sustancias cristalinas blancas: sal de mesayazcargranulada.Apesardesuaspectotansimilar,lasalyelazcarsonmuy diferentes en su composicin qumica.La sal de mesa es clorurode sodio, a!l, que consisteenionessodio, , y ionescloruro, . "a estructurasemantieneunidosgraciasalasatraccionesentrelosionesdecargaopuesta,que llamamos enlaces inicos.El azcar granulada,en cambio, nocontiene iones# consta de molculas de sacarosa, en las que las atracciones llamadas enlaces covalentes mantienen unidos los tomos.$na consecuencia de la diferencia entre los tipos de enlaces en la sal y el azcar es su distinto comportamiento en agua: el NaClse disuel%e en agua para producir iones en disolucin &el a!l es un electrlito', mientras la sacarosa se disuel%e en agua para dar molculas acuosas de&la sacarosa es un no electrlito'.SAL DE MESACLO!U!O DE SODIO"A#$CA! %!ANULADASACA!OSA ""as primeras especulaciones respecto a la naturaleza del enlace qumico son tan tempranas como en el s&glo 'II. )e supona que ciertos tipos de es(ec&es )u*m&cas estaban unidas entre s por un tipo de a+n&dad )u*m&ca.En *+,-, Isaac Ne-.on esboz su teora de enlace atmico, en ./uery 0*. de su 1ptic2s, donde lostomosseunenunosaotrosporalguna.fuerza..Espec3camente,despusdein%estigar %arias teoras populares, en boga en aquel tiempo, de cmo los tomos se poda unir unos a otros, pore4emplo,.tomosenganc5ados.,.tomospegadosunosaotrosporreposo.,o.unidospor mo%imientos conspirantes., e6ton se7al lo que inferira posteriormente a partir de su co5esin que:"aspartculasseatraenunasaotrasporalgunafuerza,queencontactoinmediatoes e8cesi%amente grande, a distancias peque7as desempe7an operaciones qumicas y su efecto de4a de sentirse no le4os de las partculas.En *9*:, a raz de la in%encin de la (&la /ol.a&ca, 01ns 0a2o3 4erzel&us desarroll una teora de combinacin qumica, introduciendo indirectamente el carcter electropositi%o y electronegati%o de lostomoscombinantes.Amediadosdelsiglo;e2ule,A.).!ouper, A.?.@utlero%y6ermann 7ol3e,ampliandolateora de radicales,desarrollaronla teora de %alencia, originalmente llamado .poder combinante. en que los compuestos se mantena unidos debido a la atraccin entre polos positi%o y negati%o. 6&s.or&a del conce(.o de enlace )u*m&co:En *:*A, el qumico %&l3er. N. Le-&s desarroll el concepto de enlace de (ar de elec.rones, en elquedostomospuedencompartirunoyseiselectrones,formandoel enlace de un solo elec.r8n, enlace s&m(le, enlace do3le, o enlace .r&(le:En las propias palabras de Lewis:Un electrn puede formar parte de las envolturas de dos tomos diferentes y no puede decirse que pertenezca a uno simplemente o exclusivamente.El mismo a7o, Balt5er >ossel lanz una teora similar a la de "e6is, con la diferencia de que su modelo asuma una transferencia completa de electrones entre los tomos, con lo que era un modelo de enlace inico. Canto "e6is y >ossel estructuraron sus modelos de enlace a partir de la regla de Abegg &*:,-'.En*:D+,elfsicodans1y%ind@urrauderi%laprimeradescripcincunticamatemticamente completadeunenlacequmicosimple,elproducidoporunelectrnenelionde5idrgeno molecular&di5idrogenilio',EDF.*Estetraba4omostrquelaapro8imacincunticaalosenlaces qumicospodransercorrectasfundamentalycualitati%amente,perolosmtodosmatemticos usados no podran e8tenderse a molculas que contu%ieran ms de un electrn. $na apro8imacin msprctica,aunquemenoscuantitati%a,fuepublicadaenelmismoa7oporBalter Eeitlery =ritz "ondon.ElmtododeEeitlerG"ondonformalabasedeloquea5orasedenomina teora del enlace de %alencia.En9:;:,)ir Ho5n "ennardGHonesintrodu4oelmtododecombinacin lineal de orbitales atmicos &!"1A o dentro de la teora de orbitales moleculares, sugiriendo tambin mtodos para deri%ar las estructuraselectrnicasdemolculasde=D&Ior'ylasmolculasde1D&o8geno',apartirde principios cunticos bsicos. Estateoradeorbital molecularrepresentunenlaceco%alentecomounorbitalformadopor combinacindelosorbitalesatmicosdelamecnicacunticade)c5rJdingerque5abansido 5ipotetizados por los electrones en tomos solitarios. "as ecuaciones para los electrones de enlace entomosmultielectrnicosnopodranserresueltosconperfeccinmatemtica&estoes, analticamente',perolasapro8imacionesparaellosanproducenmuc5asprediccionesy resultados cualitati%os buenos. ?uc5osclculoscuantitati%osenqumica cunticamodernausantantolasteorasdeorbitales moleculares o de enlace de %alencia como punto de partida, aunque una tercera apro8imacin, la teora del funcional de la densidad, se 5a estado 5aciendo ms popular en a7os recientes.En 9: A.S. Cool&dge lle% a cabo un clculo sobre la molcula de di5idrgeno que,adiferenciadetodoslosclculospre%iosqueusabanfuncionesslodeladistanciadelos electronesapartirdelncleoatmico,usfuncionesquesloadicionabane8plcitamentela distancia entre los dos electrones. !on *0 parmetros a4ustables, ellos obtienen el resultado muy cercano al resultado e8perimental para la energa de disociacin de enlace. Kosteriorese8tensionesusaron5astaL-parmetrosyproducengranconcordanciaconlos e8perimentos.Esteclculocon%encialacomunidadcient3caquelateoracunticapodra concordarconlose8perimentos.)inembargo,estaapro8imacinnotienerelacinfsicaconla teoradeenlacede%alenciayorbitalesmolecularesyesdifcildee8tenderamolculasms grandes.Enlaces Inicos:Llamadotambinenlaceelectrovalenteoheteropolaryseproducegeneralmenteentreunmetalyunnometal, por transferencia de electrones. Las fuerzas de atraccin son de naturaleza electrosttica. Los compuestos inicos son slidos y presentan redes cristalinas caracter!sticas, adems tienen elevados puntos de fusion y ebullicin y son estables frente a la luz y el calor. "uchos de los compuestos son solubles en solventes polares #solubles en agua$ y son %uenos conductors de la

electricidad #electrolito$, ya sea disueltos en agua o al estado l!quido #fundido$.5O!MACI?N DEL ENLACE I?NICOF*+D 9* D+0G*F**D 9* D*0F*FGSIM4OLOS DE PUNTOS DE LE@IS La regla del oc.e.o"os 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. "os gases noblestienenacomodosdeelectronesmuyestables,comore%elansusaltasenergasde ionizacin,suba4aa3nidadporelectronesadicionalesysufaltageneraldereacti%idadqumica. Kuestoquetodoslosgasesnobles&cone8cepcindelEe'tienenoc5oelectronesde%alencia, muc5os tomos que sufren reacciones, tambin terminan con oc5o electrones de %alencia. Estaobser%acin5adadolugaraunapautaconocidacomoregladeloc.e.o:lostomos tiendenaganar,perderocompartirelectroneshastaestarrodeadosporocho electrones de valencia.$n octeto de electrones consiste en subcapas s y p llenas de un tomo. Entrminosdes*m3olosdeLe-&s,unoctetopuede%isualizarsecomocuatroparesde electrones de %alencia dispuestos alrededor del tomo, como en la con3guracin de e en la tabla siguiente. Eay muc5as e8cepciones a la regla del octeto, pero ofrece un marco de referencia til para introducir muc5os conceptos de enlaces importantes.E0EMPLO 9: "a combustin de calcio en o8geno produce 8ido de calcioDFD!EACCI?N CON LOS SIM4OLOS DE PUNTOS DE LE@IS: FD,D 9* D90FDD-F9 D A* DGDCE0EMPLO ;: $tilice los smbolos de puntos de "e6is para e8plicar la formacin del 8ido de aluminio.E0EMPLO res&s.en.e al calor > a la .ens&8n )ue el Jule crudo. El d&cloruro de azuIrese em(lea &ndus.r&almen.e. LCuGl es la es.ruc.ura de Le-&s (ara es.a molMculaN.&C. Dados lo s*m3olos de los s&gu&en.es elemen.os J&(o.M.&cos:Escr&3e los d&agramas de Le-&s (ara los com(ues.os 3&nar&os Iormados en.re %, 0 > E.%0 EEs el tipo de enlace que se produce cuando se combinan entre s los elementos metlicos# es decir, elementos de electronegati%idades ba4as y que se diferencien poco. Eabitualmente, las sustancias metlicasestnformadasportomosdeunsoloelementoaunquetambinseobtienenpor combinaciones de elementos "aleac&onesC-6a> dos modelos )ue eO(l&can la Iormac&8n del enlace me.Gl&co:-9.E El modelo de la nu3e de elec.rones,-;.E La .eor*a de 3andas.$nenlaceme.Gl&coesunenlacequmicoquemantieneunidoslostomos&uninentrencleos atmicosyloselectrones de %alencia,quese4untanalrededordestoscomounanube'delos metales entre s.Estostomosseagrupandeformamuycercanaunosaotros,loqueproduceestructurasmuy compactas. "osmetalesposeenalgunaspropiedadescaractersticasquelosdiferenciandelosdems materiales.)uelenserslidosatemperaturaambiente,e8ceptoelmercurio,ytienenun punto de fusin alto.Enlace Metlico:&l enlace metlico forma diferentes cuerpos geomtricos que se repiten a lo largo del ret!culo formando el cristal.(. )istema c*bico simple+. )istema c*bico de cuerpo centrado,. )istema c*bico de caras centradas-. )istema hexagonal simple.. )istema hexagonal compacto.!es(onde las s&gu&en.es cues.&ones:9. En.re las carac.er*s.&cas de los me.ales es.Gn las s&gu&en.es:a' Cienen ba4os puntos de fusin y ebullicin, son aislantes trmicos y frgiles.b' !onducen bien las electricidad pero no el calor, son dctiles pero no maleables.c' !onducen bien el calor pero no la electricidad, todos tienen altos puntos de fusin.d' !onducen bien el calor y la electricidad, son dctiles y maleables. ;.Doselemen.osd&Ieren.es(uedenun&rsemed&an.eenlace&8n&cooco/alen.e.En.re las carac.er*s.&cas de d&cJos enlaces se encuen.ran:a' En ambos enlaces los tomos comparten electrones, pero en el inico uno es metal y otro no metal mientras que en el co%alente los dos son no metales.b' En el inico los iones se unen por fuerzas electrostticas y en el co%alente los tomos compartenelectrones.c' En el inico los tomos comparten electrones y en el co%alente se unen por fuerzas electrostticas.d' El inico es caracterstico de los metales y el co%alente es caracterstico de los no metales. com(ues.osloss&gu&en.es,dondeel.&(odeenlace (redom&nan.e es el &nd&cado:a' ED 1,E0, a !l, ED, el enlace es co%alente.b' =e, !lD, a !l, ! E-, el enlace es metlico o inico.c' ED 1,E0, E !l, 1D, el enlace es co%alente.d' ED 1, a !l, E @r, > deDal.on>lale>de %raJam:*. $nmatrazde*,,,"contiene*,,0*gde1Dy,,L+Dg!1Da*,X!,Vculeslapresin total de la mezclaWD.EnunrecipientedeDL"seencierran&aDLZ!'*Lgdedi8idodecarbonoyD,gde mon8ido de carbono. A' V!ul ser la presin total e4ercidaW, @' V!ul ser la presin parcial que e4erza cada uno de los gasesW )olucin: a' *,,0 atm b' p !1D [ ,,00* atm p!1 [ ,,A:+ atm0. 0. Uetermina la fraccin molar de cada componente, la presin parcial de cada componente y lapresin total para una mezcla de 0,L9 g ED y A,L* g D en un en%ase de *,,, " a :, X!.-.-A"de5eaDLX!y*,,atmy*D"de1DaDLX!y*,,atmsonbombeados5aciaun tanque con un %olumen de L,, ". calcule la presin parcial de cada gas y la presin total en el nue%o tanque.L. $na muestra de clorato de potasio slido fue calentada en un tubo de ensayo mediante la siguiente ecuacin: D>!l10&s' \ D>!l &s' F 01D&g'. El gas formado se midi pordesplazamiento de agua a DDX! a una presin total de +L- mm Eg. El %olumen del gas colectado fue de ,,AL, ", la presin de %apordelaguaaDDX!esD*torr.!alculelapresinparcialdel1Dylamasadecloratode potasio que se descompuso.A. V!ul es la presin total &en atm' de una mezcla de : g de D y : g de Ee en un recipiente de %olumen igual a 0, litros y a una temperatura de 0,Z!W+. $n %olumen de *DL cm0 de un gas A medido a ,,A, atm y *L, cm0 de un gas @ medido a ,,9, atm se introducen en un recipiente cuya capacidad es de L,, cm0 . V!ul es la presin total de la mezcla en el recipiente, a la misma temperaturaW9. !alcule la presin total que tienen 0 g de !0E9 y L g de !-E*, contenidos en un recipiente de + litros a DL Z!. !onsidere que los gases se comportan como ideales.:. !alcule las presiones parciales de 1D, D y !1D en una mezcla cuya presin total es de D atm. En la misma 5ay 9 g de 1D, *L g de D y * g de !1D dentro de un recipiente de 0 litros.*,. $n recipiente de L,, " contiene *, g de )10 y *,,, g de Ee a D,Z!. !alcule la presin parcial de cada gas y la presin total de la mezcla. )olucin: K* [ ,,A,* atm, KD [ *,D,D atm.**. !ul ser la presin de una mezcla gaseosa cuando ,,L " de ED a ,,9 bar y D,, " de 1D a ,,+ barson introducidos en un recipiente de *,, " a D+Z!. )olucin: KCotal [ *.9 bar.*D.$namuestradenitrgenogaseososeburbu4eaatra%sdeagualquidaaDLX!yse recolectaun%olumende+L,cc."apresintotaldelgassaturadocon%apordeagua,es+-, mmdeEgaDLZ!.ylapresinde%apordelaguaadic5atemperaturaesdeD-mmdeEg. V!untos moles de nitrgeno 5ay en la mezclaW*0. $n bulbo A de L,, ml de capacidad contiene inicialmente D a ,,+ atm y DL X!# un bulbo @ de 9,, ml de capacidad contiene inicialmente 1D a ,,L atm y , X!. "os dos bulbos se conectan de tal forma que 5ay paso libre de gases entre ellos. El ensambla4e se lle%a a la temperatura de D, Z!. !alcule la presin 3nal.*-. * g de 5idrogeno y * g de o8igeno molecular se introducen en un en%ase de D litros a D+ X!. Uetermine la presin parcial de cada gas, la presin total y la fraccin molar de cada gas en la mezcla.*L.El5alotanoesungasqueseutilizacomoanestsicoin5alable.)e mezclan,.,9molesde 5alotanoconD-gdeo8genoylapresindelasolucinresultanteesde:,,mmEg.V!ul ser lapresin parcial que e4erce cada uno de los gases en dic5a mezclaW*A.$namezcladegasesutilizadaenellaboratoriocontiene:0,LYdenitrgenoyA,LYde o8geno y e4erce una presin de *L atmsferas. !alcule la presin parcial e4ercida por cada gas en la mezcla.*+.Elairee85aladoporelser5umanotienelasiguientecomposicine8presadacomo presionesparciales:o8geno: ,,*L atm di8ido de carbono: ,,,- atm.%apor de agua: ,,,A atm.nitrgeno: ,,+L atm.!alcule la fraccin molar de cada gas en la mezcla.*9. "a presin parcial del o8geno en el aire a temperatura constante es de *LA mm Eg cuando lapresin atmosfrica es de +-, mm Eg. !alcular la fraccin molar del o8geno en el aire.*:. $na mezcla de ,,++, g de D1&g' y ,,++, g de D&g' e4erce una presin de ,,L,, atm. V!ul es la presin parcial de cada gasWD,.$namuestradeungasserecogisobreaguaa0DZ!,ocupandoun%olumende*,,,".El gas 5medo e4erce una presin de +A, mm Eg. Al secarse la muestra ocup *,,,, " y e4erci una presin de *,,,, atm, a -+ Z!. V!ul es la presin de %apor de agua a 0DZ!WD*. )i la densidad del ED es ,,,:, gQ" y su %elocidad de efusin es A %eces mayor que la del cloro, Vcul es la densidad del cloroWDD.V!untomsrpidoescaparel5idrgenoatra%sdeunamembranaporosaen comparacin con el di8ido de azufreWD0.)emidieltiempodeefusindel5idrgenoydelnenatra%sdemembranasporosas iguales y en las mismas condiciones de temperatura y de presin. Al cabo de A 5oras se 5aban escapado DQ0 del 5idrgeno. V/u tiempo se necesitar para que se escape la mitad del nenWD-.)etienenigualescantidadesde5elioydenitrgenoensendosmatracesiguales,enlas mismasdetemperaturaypresin.)ielnitrgenoseescapaaraznde+Lm"Q5,Vculserla %elocidad de efusin del 5elioWDL. )i *,,, m" de D se escapa a tra%s de una barrera porosa en *-L s, mientras que *,,, ml deungasdesconocidoenlasmismascondicionestardaD0,senescaparse,Vculeslamasa molar del gasW"aleydedifusindeMra5amestablecequela%elocidaddedifusin&oefusin'deungases in%ersamente proporcional a la raz cuadrada de su densidad , y como 5emos %isto la densidad de ungasesdirectamenteproporcionalalamasamolardelmismo,porloquelae8presin matemtica que interpreta este enunciado es:LALEWDE%!A6AMLEWDEDI5USI?NWE5USI?N %ASEOSA:donde%*y%Drepresentanlas%elocidadesdedifusindedosgasesdedensidades]*y]D,y masas molares ?* y ?D , respecti%amente. Le> de %raJam:"a%elocidaddeefusindelasmolculasdeungasatra%sdeunori3cioenparticulares in%ersamente proporcional a la raz cuadrada del masa molar del gas a temperatura y presin constante."a /eloc&dad de eIus&8n de(ende de:*. El rea trans%ersal del ori3cioD. El nmero de molculas por unidad de %olumen0. "a %elocidad promedio5&gura:Efusindelosgases."asmolculasdelosgasessemue%endesdeunareginde alta presin &izquierda' 5asta una de ba4a presin a tra%s de un peque7o ori3cio.Efusin de los gases"a EIus&8n es el (roceso en el cual un gas Tu>e a tra%s de un peque7o ori3cio en un recipiente.$ngasinIamablecompuestosoloporcarbonoe5idrogenoseefundeatra%esdeunabarrera porosaen*.L,min.Enlasmismascondicionesdetemperaturaypresin,un%olumenigualde %apor de bromo tarda-.+0minutos enefundirse a tra%s de la misma barrera. !alcule la masa molar del gas desconocido y sugiera que gas podria ser.Es.ra.eg&a "a tasa de difusin es el numero de molculas que atra%iesan una barrera porosa en determinado momento. !uanto mas tarden en 5acerlo, menor ser la tasa. Kor tanto, la tasa es inversamente proporcional al tiempo requerido para la difusion."a ecuacin siguiente se puede escribir como:E0EMPLO:Soluc&8n A partir de la masa molar del @rD escribimosdonde ? es la masa molar del gas desconocido. Al resol%er para ? tenemosdondet*ytDsonlostiemposdeefusindelosgases*yD, respecti%amente. EJEMPLOS:9.E A temperatura ambiental, Vcul de los siguientes gases se difundir con mayor facilidadW: a'. 1D &?[0D' b'. !lD&?[+*' c'. !E- &?[*A'.!esoluc&8n: )egn la ley de difusin gaseosa, el que se difunde ms fcilmente ser el gas de menor Keso ?olecular &el ms ligero', en este caso ser el ?etano &!E-'.;.EAtra%sdeunEfusimetrodeDlitros,el!E-demoraendifundirseL,seg.Alasmismas condiciones y en un Efusimetro idntico. V/u tiempo demorar en difundirse el an5drido sulfuroso &)1D'W.