Los enlaces químicos

Autor: Maestro en CienciasBioquímicas Genaro Matus Ortega

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El concepto de enlace

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El concepto de enlace

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Concepto de Enlace

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Supuestos de la Teoría del Orbital Molecular:• Un orbital atómico puede superponerse con un orbital atómico de otro átomo.• Si ambos orbitales están en fase, el resultado es su refuerzo mutuo y la formación de un orbitalmolecular de enlace.• La interacción de dos orbitales atómicos desfasados conduce a su interferencia y laconsecuente aparición de un orbital molecular de antienlace.

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Tipos de enlace

Electronegatividad

o Covalente

o Iónico

• Ideal• No polar• Polar• Coordinado

o S – S

Enlace

Electronescompartidos

o Sencillo

o Doble

o Triple

Hibridación

o S – S

o S – P

o P – P

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Enlaces covalentes

• Covalente ideal

• Covalente No polar

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Enlaces covalentes

• Covalente Polar

• Covalente CoordinadoNH4+

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TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES

TABLA DE ENLACES Y TEMPERATURAS

TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES

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Enlace covalente coordinado

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Enlace iónico

• Un átomo electropositivo cede electrones a un átomo electronegativo dando lugar a unión positivo y a un ión negativo, respectivamente

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Enlace iónico

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Enlace Iónico

• La fuerza de atracción entre los dos ionesdetermina la formación del complejomolecular.

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Los cristales

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En películas

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Enlace covalente ideal

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Enlace covalente Polar

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Enlace iónico

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Mapa Conceptual:

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Según la hibridación de los orbitales

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Según el número de electrones compartidos

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Enlaces sencillos

CH3-CH3

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Enlaces dobles

CH2=CH2

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Enlaces p

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Enlaces triples

CH ≡ CH

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Enlaces representados por Lewis

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Enlaces y geometría

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Las Fuerzas IntermolecularesLas Fuerzas Intermoleculares

(o interacciones no covalentes)

INTER E INTRAwww.g

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Introducción

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Permanecen aún durante el enlace

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Las fuerzas de atracción intermolecular seconsideran como interacciones de carácter débil y sonposibles debido a las fuerzas electrostáticas que segeneran entre polos opuestos, de dos moléculasidénticas o diferentes.

Las fuerzas intermoleculares

a) Fuerzas Iónicas

b) Fuerzas ión-dipolo

c) Fuerzas dipolo-dipoloc) Fuerzas dipolo-dipolo

d) Fuerzas dipolo-dipolo inducido

e) Fuerzas dipolo inducido-dipoloinducido

f) Fuerzas hidrofóbicas

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Los puentes de Hidrógeno

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Fuerzas iónicas

q1 q2

Vacío

r

Coulomb

F = Q q1 q2

r2

F = k q1 q2 / e r2

En donde e representa la constante dieléctrica u oposicióndel medio a conducir una carga eléctrica.

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Fuerzas electrostáticas débiles ión-dipolo

+

+

+

++

+

+-

--

-

-

++

++

+- -

--

m q

Vacío

r

U = k q1 m2 / e r2

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Las fuerzas de Johanes Didereikvan der Waals (1837-1923

Tres tipos de fuerzas:

• Fuerzas intermoleculares mediadas por• Fuerzas intermoleculares mediadas pordipolos permanentes

• Fuerzas moleculares de dispersión (ofuerzas de London),

• Fuerzas moleculares de orientación

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Interacciones débiles dipolopermanente-dipolo permanente

Dipolo permanente Dipolo permanente

Dipolos Realzados

U = k q1 m2 / e r3

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Las Fuerzas de Fritz London

No polar Dipolo instantáneo No polar Dipolo instantáneo

Tiempo Tiempo Tiempo

Dipolos Instantáneos

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Fuerzas electrostáticas de inducción

Dipolo instantáneo Molécula No polar

Dipolo instantáneo Dipolo inducidoDipolo instantáneo Dipolo inducido

No polar Dipolo instantáneo No polar Dipolo instantáneo

Tiempo Tiempo Tiempo

Dipolos Instantáneos

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Fuerzas intermoleculares de orientación

- +-

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Fuerzas de van der Waals

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PUENTES DE HIDROGENO

Un núcleo de Hidrógeno queda parcialmente desnudo exponiendo sucarga positiva y generando un polo capaz de interaccionar con otro poloparcialmente negativo proveniente de un oxígeno o de otro átomoelectronegativo.

Un tipo particular de dipolo permanente dipolo permanente

Se muestra los principales donadores y aceptores de los puentes de hidrógeno presentes en las moléculas orgánicas yen particular en las biomoléculas.

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Los puentes de Hidrógeno

La fuerza de los puentes de hidrógeno depende de:

La diferencia de electronegatividades. El arreglo espacial de los átomos donadores y aceptores de los

puentes de hidrógeno. La distancia entre los núcleos de los aceptores y donadores El medio de solvatación donde ocurran los puentes.

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Energía deestabilización KJ/mol

8-21

8-21

Magnitud de los puentes de H

42

8-21

4-8

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FUERZAS HIDROFOBICAS

Las moléculas polarizadas del agua juegan un papel importante en ladistribución e interacción tanto con moléculas polares como no polares.

Se muestra una celda hidrofóbica o red de puentes de hidrógeno en torno a un soluto no polar añadido enagua. Es importante notar la estructura ordenada de las moléculas de agua en torno del coloide.

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Las interacciones débiles son cruciales en la formación de estructurasmacromoleculares así como de su función

La formación de estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias de las proteínas, ladoble hélice del DNA, las interacciones antígeno-anticuerpo, la interacción dereceptores con sus ligandos (neurotransmisores, hormonas, etc), la interacción enzima-sustrato, etc., son mediadas por los cuatro tipos de interacciones.

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Energías de enlace

Tipo de Enlace Energía necesaria para

romper el enlace

(kcal/ mol)

TripleTriple

DobleDoble

SencilloSencillo

190 a 200190 a 200

120 a 170120 a 170

50 a 11050 a 110SencilloSencillo

IónicoIónico

IónIón--dipolodipolo

Puente dePuente deHidrógenoHidrógeno

van der Waalsvan der Waals

HidrofóbicoHidrofóbico

50 a 11050 a 110

1 a 501 a 50

1 a 251 a 25

0.95 a 1. 1.90.95 a 1. 1.9**

0.005 a 1.50.005 a 1.5

0.005 a 10.005 a 1

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RESUMEN DE ENLACESTipo de enlaceTipo de enlace Descripción generalDescripción general Energía de enlaceEnergía de enlace

IÓNICO Es la fuerza de atracción entre iones con signos contrarios que se forman por la

transferencia completa de electrones desde el átomo con mayor tendencia a

perderlos, al que tiene mayor afinidad por ellos.

10-20 kcal/mol

42-84kJ/mol

COVALENTE

•Simple

•Coordinado

•Polar

•Múltiple

Resulta de compartir electrones entre dos o más átomos que tienen una afinidad

electrónica semejante

Se forma mediante la donación de un electrón por parte de cada átomo que

participa en el enlace.

Ambos elctrones los da uno solo de los átomos que participan en la formación del

enlace.

Se establece cuando los electrones del enlace covalente se encuentran más

cerca del elemento de mayor electronegatividad. En el enlace se forma un polo

Para la unión:

C – C

83 kcal/mol

348 kJ/mol

___

O – H

111kcal/mol

464kJ/mol

relativamente positivo y otro relativamente negativo.

En algunos compuestos de los átomos comparten más de un par electrónico

(enlaces dobles o triples).

C – C

146kcal

611kJ/mol

Enlaces

intermoleculares

Fuerzas de atracción débiles entre diferentes moléculas y iones ___

PUENTE DE

HIDRÓGENO

Interacción dipolo-dipolo. Se establece cuando un átomo de hidrógeno sirve como

puente entre dos átomos electronegativos, unido a uno con un enlace covalente, y

al otro, con fuerzas de naturaleza electrostática.

2.5kcal/mol

8-21kJ/mol

FUERZAS DE VAN

DER WAALS

Son fuerzas electrostáticas transitorias. La atracción se establece entre los

extremos de dipolos momentáneos con cargas opuestas.

1kcal/mol

4kJ/mol

INTERACCIONES

HIDROFÓBICAS

Enlaces polares. Las moléculas se reunen conjuntamente asociándose entre sí

en el seno del agua debido a que las interacciones agua-agua son muy fuertes y

rodean a las moléculas apolares

1-2kcal/mol

4-8kJ/mol

INTERACCIÓN

IÓN DIPOLO

Es la atracción de un ión positivo por el extremo negativo de las moléculas de un

disolvente polar (solvatación). Cuando el disolvente es el agua, se dice que las

partículas de soluto se hidratan.

1. kcal/mol

0.04kJ/molwww.g

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Apéndice

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El enlace metálico

Los átomos se hallan unidos entre sí por una nube de electrones de valencia querodean a los kernels (kernel: núcleo del átomo con los electrones de los niveles de energía inferiores al de valencia, que no entran en

combinación química y que semejan la configuración química del gas noble más cercano).

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El enlace metálico en película

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Aleaciones : soluciones sólido-sólido

Amalgama: Solución de metal + mercuriowww.g

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MAPA CONCEPTUAL PARA EL ALUMNO

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