ENLACE ATÓMICO

Resumen

En busca de la estabilidad

I Simetría de capas: ley del octeto

I A buscarse la vida tocan

Interacciones entre átomos: enlaces intra-inter atómicos

I ¿Qué puede pasar? Análisis de la casuística

I Compartir es vivir: enlaces iónico y covalente

I La comuna atómica: el enlace metálico

En busca de la estabilidad (perdida)

Principio de mínima energía

I La naturaleza es ultra vaga

I Siempre adopta configuraciones y estructuras de mínima energía

¿Y en el mundo atómico? −→ ¡TAMBIÉN!Estructura de capas cerradas

I Para los átomos, las capas cerradas suponen estados máximamentesimétricos

I ¡Más simetría, menos energía!

En busca de la estabilidad (perdida)

Principio de mínima energía

I La naturaleza es ultra vaga

I Siempre adopta configuraciones y estructuras de mínima energía

¿Y en el mundo atómico?

−→ ¡TAMBIÉN!Estructura de capas cerradas

I Para los átomos, las capas cerradas suponen estados máximamentesimétricos

I ¡Más simetría, menos energía!

En busca de la estabilidad (perdida)

Principio de mínima energía

I La naturaleza es ultra vaga

I Siempre adopta configuraciones y estructuras de mínima energía

¿Y en el mundo atómico? −→ ¡TAMBIÉN!Estructura de capas cerradas

I Para los átomos, las capas cerradas suponen estados máximamentesimétricos

I ¡Más simetría, menos energía!

Capas cerradas vs capas incompletas

Estructura de capas cerradas

I Los átomos buscan siempre capas cerradas−→ Pierden o ganan e−

I Los metales tienden a perder e−

I Tiene propiedades parecidas entre ellosI Forman compuestos semejantesI Están a la izquierda de la TP (capas incompletas con pocose−)Ej.: ns1;ns2 np1,np2 (n bajos...) nd1...

I Los no metales tienden a ganar e−

I También tienen propiedades parecidas entre ellosI También forman compuestos semejantesI A la derecha de la TP (capas incompletas con muchos e−)

Ej.: np5,np4,np3

Estructura de capas cerradas

I Los átomos buscan siempre capas cerradas−→ Pierden o ganan e−

I Los metales tienden a perder e−

I Tiene propiedades parecidas entre ellosI Forman compuestos semejantesI Están a la izquierda de la TP (capas incompletas con pocose−)Ej.: ns1;ns2 np1,np2 (n bajos...) nd1...

I Los no metales tienden a ganar e−

I También tienen propiedades parecidas entre ellosI También forman compuestos semejantesI A la derecha de la TP (capas incompletas con muchos e−)

Ej.: np5,np4,np3

Estructura de capas cerradas

I Los átomos buscan siempre capas cerradas−→ Pierden o ganan e−

I Los metales tienden a perder e−

I Tiene propiedades parecidas entre ellosI Forman compuestos semejantesI Están a la izquierda de la TP (capas incompletas con pocose−)Ej.: ns1;ns2 np1,np2 (n bajos...) nd1...

I Los no metales tienden a ganar e−

I También tienen propiedades parecidas entre ellosI También forman compuestos semejantesI A la derecha de la TP (capas incompletas con muchos e−)

Ej.: np5,np4,np3

Formación de iones

I Los átomos neutros, por todo esto, formarán iones en la naturaleza

I Na+ (Z=11)

[Na] = 1s2 2s2p6 3s1 → [Na+] = 1s2 2s22p6

Ocho en la última capa

I F− (Z=9)

[F] = 1s2 2s22p5 → [F−] = 1s2 2s22p6

Ocho en la última capa

Los odiosos ocho...

¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?

I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4

I Le molará ganar dos electrones

I [Z = 34]2− Ocho en la última capa

¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?

I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6

I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa

I [Z = 54] es un gas noble

Los odiosos ocho...

¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?

I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4

I Le molará ganar dos electrones

I [Z = 34]2− Ocho en la última capa

¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?

I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6

I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa

I [Z = 54] es un gas noble

Los odiosos ocho...

¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?

I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4

I Le molará ganar dos electrones

I [Z = 34]2− Ocho en la última capa

¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?

I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6

I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa

I [Z = 54] es un gas noble

Los odiosos ocho...

¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?

I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4

I Le molará ganar dos electrones

I [Z = 34]2− Ocho en la última capa

¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?

I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6

I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa

I [Z = 54] es un gas noble

Excepciones al octeto...

I Como algunas capas no tienen ocho electrones, la regla se violará

Z=2 (He)

I [2He] = 1s2

I Tiene capas cerradas y sólo ha necesitado dos electrones

I Es el primer gas noble

Electrones en orbitales dI Es un análisis más difícil

I Las capas semillenas también son establesEj.: nd5

Excepciones al octeto...

I Como algunas capas no tienen ocho electrones, la regla se violará

Z=2 (He)

I [2He] = 1s2

I Tiene capas cerradas y sólo ha necesitado dos electrones

I Es el primer gas noble

Electrones en orbitales dI Es un análisis más difícil

I Las capas semillenas también son establesEj.: nd5

Excepciones al octeto...

I Como algunas capas no tienen ocho electrones, la regla se violará

Z=2 (He)

I [2He] = 1s2

I Tiene capas cerradas y sólo ha necesitado dos electrones

I Es el primer gas noble

Electrones en orbitales dI Es un análisis más difícil

I Las capas semillenas también son establesEj.: nd5

Ejercicios. Regla del octeto.I 11, 12, 13 página 45

I 7, 8 página 66

¿Y qué van a hacer los átomospara conseguir estas estructuras estables?...

Enlaceso cómo buscarse la vida atómicamente

I La interacción con otros átomos es la manera más sencilla deconseguir estructuras de capas cerradas

¡Trabajo en grupo!

¿Qué puede suceder?

I Que compartan electrones de una u otra forma

I Distintas formas de compartir dan distintos enlaces

Enlaceso cómo buscarse la vida atómicamente

I La interacción con otros átomos es la manera más sencilla deconseguir estructuras de capas cerradas

¡Trabajo en grupo!

¿Qué puede suceder?

I Que compartan electrones de una u otra forma

I Distintas formas de compartir dan distintos enlaces

Enlaceso cómo buscarse la vida atómicamente

I La interacción con otros átomos es la manera más sencilla deconseguir estructuras de capas cerradas

¡Trabajo en grupo!

¿Qué puede suceder?

I Que compartan electrones de una u otra forma

I Distintas formas de compartir dan distintos enlaces

Cauística

(1) Compartir e− por pares, tríos, tetradas...

I Formación de compuestos (binarios, ternarios, cuaternarios...)P.Ej.: NaF, CO2, AuF3, H2SO4, CH3CH2CH3

(2) Compartir e− en manada

I Los átomos pierden e− colectivamente

I Los e−

I pasan a formar parte de una nubeelectrónica

I pertenecen a todos los átomos y aninguno en particular

P.Ej.: Metales: Na, Cu, Au, U

Cauística

(1) Compartir e− por pares, tríos, tetradas...

I Formación de compuestos (binarios, ternarios, cuaternarios...)P.Ej.: NaF, CO2, AuF3, H2SO4, CH3CH2CH3

(2) Compartir e− en manada

I Los átomos pierden e− colectivamente

I Los e−

I pasan a formar parte de una nubeelectrónica

I pertenecen a todos los átomos y aninguno en particular

P.Ej.: Metales: Na, Cu, Au, U

Casuística (ii)

Enlace iónico

I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde

I Regla mnemotécnica:

I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes

I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:

I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)

Enlace iónico

I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde

I Regla mnemotécnica:

I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes

I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:

I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)

Enlace iónico

I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde

I Regla mnemotécnica:

I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes

I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF,

Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:

I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)

Enlace iónico

I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde

I Regla mnemotécnica:

I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes

I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1

I Estructura de Lewis:I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa

(capa de valencia)

Enlace iónico

I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde

I Regla mnemotécnica:

I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes

I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:

I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)

Compuestos iónicos

Propiedades

I Fuerzas eléctricas intensas

I Sólidos cristalinos a TambI ↑ Tf , ↑ Teb

I Los átomos están formando iones

I Muy solubles en sustanciaspolares

I Duros y frágilesI Conducen fundidos y en

disolución (cargas móviles),pero no sólidos

Red iónica solvatada

Ejercicios. Enlace iónicoI 14, 15 página 47

Enlace covalente

I Es «justo»: los átomos comparten electrones

I Regla mnemotécnica

I Puede definirse la valencia covalente o covalencia

I Número de e− que se compartenI Ej.: F− F− → F2,

Coval(F) = 1I Estructura de Lewis

Enlace covalente

I Es «justo»: los átomos comparten electrones

I Regla mnemotécnica

I Puede definirse la valencia covalente o covalencia

I Número de e− que se compartenI Ej.: F− F− → F2, Coval(F) = 1

I Estructura de Lewis

Enlace covalente

I Es «justo»: los átomos comparten electrones

I Regla mnemotécnica

I Puede definirse la valencia covalente o covalencia

I Número de e− que se compartenI Ej.: F− F− → F2, Coval(F) = 1I Estructura de Lewis

Compuestos covalentes (i)

I Se denomina molécula a la estructura formada mediante la unióncovalente de no metales.

I Pueden presentar propiedades y estructuras muy variables enfunción de las interacciones intermoleculares.

I Sólidos y líquidos moleculares. Hielo, agua, cristales de azúcarI Redes covalentes. Diamante, grafito, grafeno, etc.I Gases moleculares. F2,Cl2,Br2, ...

Compuestos covalentes (ii)

En general...

I Las cargas eléctricas no tienen movilidad

I Son malos conductores

I Redes covalentes (diamante, grafito)

I Tf , Teb enormesI No solubles en disolventes polares

Mala idea lavarte manchas de lápiz con agua...I Muy duros pero frágiles (altamente anisótropos)

I Sustancias moleculares

I Sus propiedades dependen de si están formadas por moléculaspolares o apolares.

I Pueden ser sólidos cristalinos (H2O(l), I2(s)), líquidos(CH3CH2OH(l)), gases (F2(g),H2O(g), ...)

Compuestos covalentes (ii)

En general...

I Las cargas eléctricas no tienen movilidad

I Son malos conductores

I Redes covalentes (diamante, grafito)

I Tf , Teb enormesI No solubles en disolventes polares

Mala idea lavarte manchas de lápiz con agua...I Muy duros pero frágiles (altamente anisótropos)

I Sustancias moleculares

I Sus propiedades dependen de si están formadas por moléculaspolares o apolares.

I Pueden ser sólidos cristalinos (H2O(l), I2(s)), líquidos(CH3CH2OH(l)), gases (F2(g),H2O(g), ...)

Compuestos covalentes (ii)

En general...

I Las cargas eléctricas no tienen movilidad

I Son malos conductores

I Redes covalentes (diamante, grafito)

I Tf , Teb enormesI No solubles en disolventes polares

Mala idea lavarte manchas de lápiz con agua...I Muy duros pero frágiles (altamente anisótropos)

I Sustancias moleculares

I Sus propiedades dependen de si están formadas por moléculaspolares o apolares.

I Pueden ser sólidos cristalinos (H2O(l), I2(s)), líquidos(CH3CH2OH(l)), gases (F2(g),H2O(g), ...)

Ejercicios. Enlace covalenteI 18, 20 página 49

Enlace metálico

I Es una compartición (sic) colectiva de e−

I Se forma con elementos metálicos (¡Sorpresa!)

I Los e− se transfieren a una nube electrónica deslocalizada

I Se entiende sólo en términos cuánticos y su tratamiento está fuerade este curso

Enlace metálico

I Es una compartición (sic) colectiva de e−

I Se forma con elementos metálicos (¡Sorpresa!)

I Los e− se transfieren a una nube electrónica deslocalizada

I Se entiende sólo en términos cuánticos y su tratamiento está fuerade este curso

Sustancias metálicas

Propiedades

I Hay una enorme cantidad de e− en la nube (gas electrónico)

I Conducen la electricidad (sólidos y fundidos)

I En general son sólidos a Tamb y forman cristalesI Tf , Teb variables, pero moderadamente altasI Son insolubles

I Las redes metálicas son dúctiles y maleables

Ejercicios �nales. Enlace y propiedadesI Ej. 23 página 55

I Ej. 9, 11, 14 página 66

I Ej. 15, 23 página 67