UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

ENLACE QUIMICO

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ING. ISABEL RAMIREZ CAMAC

OBJETIVOS

1.-Identificar los diferentes tipos de enlace.

2.-Conocer las teorias sobre el comportamiento de los

electrones en las moleculas.

3.-Conocer y describir las geometrias moleculares.

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Simplemente debido al tipo de fuerza que mantiene unido a los átomos de cada sustancia. Estas fuerzas se llaman ENLACES QUÍMICOS y son las que mantienen unidos a los átomos.

1eraSEMANA

Estamos frente a tres sustancias muy distintas entre sí en propiedades. ¿Por qué?

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SEMANA 1

Resulta de la presencia de fuerzas de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica).(TRANSFERENCIA DE ELECTRONES)

Las bases para una teoría moderna del enlace químico fueron establecidasPor G.Lewis e I.Langmuir en 1916-1920.

ENLACE IONICO

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Se encuentran en la naturaleza formando redes cristalinas• son sólidos duros y quebradizos• baja conductividad electrica y termica

Su dureza es bastante grande• puntos de fusión y ebullición altos. • Cuando se calientan al estado de fusion (si no se

descomponen) conducen la electricidad.

Muchos compuestos ionicos se disuelven en disolventes muy polares (como el agua) • sus soluciones son electricamente conductoras.

CARACTERISTICAS DE LOS COMPUESTOS IONICOS

ENLACE COVALENTE Es el resultado de la compartición de uno, dos o mas pares de

electrones de valencia entre átomos generalmente no metálicos

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PARAMETROS DE ENLACEPermiten entender la redistribución electrónica

ocurrida en la formación del enlace

1.-ENERGIA DE ENLACEEs la energía liberada en el proceso de formación de un enlace,

o es la energía absorbida para romper un enlace

A B

A B

Estado energia

Estado de energia

A B Estadoenergia

A BEstadoenergia

Proceso libera energia:(-) ENERGIA DE ENLACE Proceso absorbe energia (+) ENERGIA DE DISOCIACION

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2.-LONGITUD DE ENLACE Es la distancia promedio entre los núcleos de dos átomos enlazados. Se puede

concluir que:

A menor longitud de enlace, mayor unión química.

F-F 1,42 ACl-Cl 1,98Br- Br 2,28

I – I 2,27

A mayor numero de enlaces, menor

Longitud de enlace, pero mayor energía de enlace

C-C 1,54 AC = C 1,33 ACC 1,20 A

Los radios covalentes de diferentes átomos pueden

sumarse , para obtener long.de enlace razonables .

Ej: Rc(Cl+C ) = 0,77 +0,99 = 1,76 A

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3.-ANGULO DE ENLACEEs el angulo interno de la intersección entre las dos líneas trazadas a través de un núcleo de un átomo central desde los núcleos de los átomos enlazados a el.Sirve para predecir las formas geometricas,usando el principio de repulsión entre pares electrónicos.

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1.-Por la Polaridad

ENLACE COVALENTE APOLAR Los e- compartidos son atraídos por la misma

fuerza eléctrica por cada núcleo

TIPOS

DE

ENLACE

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ENLACE COVALENTE POLAR Los pares de e- compartidos son atraídos con mayor fuerza eléctrica por el átomo mas

Electronegativo 0 EN 1,9

El enlace covalente polar, tiene importancia en los procesos Biólógicos,polaridad del agua, estabilidad de las proteínas, en la Solubilidad.

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2.- Por la forma de compartir los pares

de electrones

Enlace covalente puroCuando cada átomo aporta 1 e- del enlace compartido

Ejm : H2

Enlace covalente coordinado o dativo.

Un solo átomo aporta los 2e- del enlace

Ejm : NH4 +

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3.-Por el numero de e- compartidos

Enlace covalente simple .

Ejm : H2 ,NH4 +

Enlace covalente multiple

Doble Triple

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ESCRITURA DE LA FORMULA DE LEWIS PARA COMPUESTOS CON ENLACE COVALENTE1.-Elegir un “esqueleto” lo mas simétrico (razonable)considerando: -El atomo central es el elemento menos electronegativo,excepto H y F. -Los atomos de Oxigeno no se enlazan entre si, excepto :O2 , O3 , O2

2- , O2 -

En los oxoacidos el H habitualmente se enlaza a un O, no al atomo central. Ejm: HNO2

H O N O

Excepto,H3PO3 , H3PO2

a) Cuando tienen mas de un átomo central se usan los esqueletos mas simétricos.

Ejm: C2H4

H H

C C

H H15

Ejemplo:Escriba la fórmula de Lewis para el H2SO4

1.- O H O S O H O 2.- N =8 x 5 + 2x2 = 44 electrones necesarios

3.- D =2 x 1(H) + 1 x 6 (S) + 4 x 6 (O) = 32 electrones disponibles

4.- C = N –D 44 – 32 = 12 electrones compartidos ( 6 pares de electrones)

5.- O

H O S O H O 6.-

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Ejm :Para el ión CO3=

N = 8x 4 = 32 electrones necesariosD = 4 + 6 x 3 =22 +2 (carga) = 24

C = 32-24 = 8 electrones ( 4 pares compartidos) 2-

O O C O

CARGA FORMAL.-Es la carga parcial de un átomo en una molécula o ión poliatómicoCF = Z – [(# de enlaces) +(# de electrones no compartidos)].Ejm. La carga formal para el CCFc =4 –[4 +0] = 0La suma de las cargas de cada atomo es igual a la carga del ión.

NOTA:HAY EXCEPCIONES DE LA REGLA DEL OCTETO PARA ALGUNOSCOMPUESTOS.

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N

O

O

O

N

O

O

O

N

O

O

O

Ejm: Para el NO3-

NO3– = 24e–

RESONANCIA (ENLACE DESLOCALIZADO)

Ejm, Para la molécula N2O

:N-N ≡ O :

--2 + +

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOSCOMPUESTOS COVALENTES

Gases

Líquidos (Br2 )

sólidos de bajo punto de fusión

La mayoría son insolubles en disolventes polares,solubles en disolventes apolares

Los líquidos y sólidos fundidos no conducen la electricidad.

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Teorias sobre el enlace covalente

TEVDesarrollada por Heitler y Pauling

TRPEV basada en planteamienosSidgwick yPowell

TOM

TEORIAS SOBRE EL ENLACE COVALENTE

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TEO

RIA

DEL

EN

LACE

DE

VALE

NCI

ADescribe como se produce el enlace, en función del traslape de orbitales

atómicos (OA).

Se pueden formar orbitales híbridos (mejoran la geometría de las

moléculas).

El número de orbitales híbridos formados es siempre igual al número de

orbitales atómicos usados.

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No explica como se produce el enlace,los electrones de la capa de valencia sobre el

atomo central es significativoLos pares de

electrones tienden a estar tan lejos como sea posible

Moléculas que no tienen pares libres

Moléculas con pares libres (no

enlazados )

Ayuda a comprender y a predecir la disposición espacial del los átomos en

una molécula o ión.

Teoria de Repulsión de los Pares Electronicos de la Capa de Valencia

O Modelo de Repulsion de los Pares Electronicos de la Capa de Valencia

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met

ano

amon

iaco

Dio

xido

de

carb

ono

Anio

n su

lfato

At.central C

N C S

N°at.enlaz 4 3 2 4

Pares no compartidos

0 1 0 0

Regiones 4 4 2 4

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Moléculas con átomo central con pares libres

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Hibridacion de orbitales atomicos TIPOS DE HIBRIDACION

sp, BeCℓ2 4 Be 1s 2 2s2

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2s2

2p 2p2p promocionasp sp

2p 2p

G.electronica:Lineal.

Otros ejms:BeCl2 ,BeBr2 ,BeI2

CdX2 ,HgX2.(X= Cl,Br ó I )

TIPO sp2 ( 1s +2p) habrá 3 orbitales hibridos sp2

5 B 1s2 2s2 2p1

2s2

2p1 2p 2p sp2sp2 sp2

p

G.E trigonal plana

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TIPO sp3

6C 1s2 2s2 2p2

hibridizacion

2s

2p 2p

sp3

2p

G.Etetraédrica

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Tipo sp3d 1.-Estado basal del P :

3s 3p 3d

2.-Estado excitado

3.-Mezcla;OH

sp3d

GeometriaBipiramidaltrigonal

Nota:Pueden formar además del P el As y Sb , no el N

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Tipo sp3d21.-Estado basal de S es [Ne]3s23p4

2.-Est.excitado

3.-Mezc.OH

3s 3p 3d

sp3d2

GeometriaOctaédrica

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GEOMETRIA MOLECULAR

ORGANIZACIÓN TRIDIMENSIONAL DE LOS ATOMOS EN UNA MOLECULA

DEPENDE DE LA LONGITUD Y DE LOS ANGULOS DE ENLACE .

NO SE PUEDE PREDECIR A PARTIR DE LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS

SE DEBE DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE

Tamaño y forma molecular

Energias de enlace y polaridad

Propiedades físicas y

quimicas de las moleculas

+ =

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ESTRUCTURA MAS ESTABLE

CUANDO LAS REGIONES ESTAN MAS SEPARADAS

MAXIMA ESTABILIDAD-OPUESTOS

Estas disposiciones:GEOMETRIA ELECTRONICA

GEOMETRIA MOLECULAR

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¿Hay enlaces polares

presentes?

¿Estos enlaces están dispuestos de forma que se

cancelen

¿Estos pares están dispuestos de forma que se

cancelen

La molécula ES POLAR

¿Hay pares solitarios sobre el átomo central?

La molecula ES APOLAR

La molécula es POLAR

La molécula ES APOLAR

Guía para determinar si una molécula poliatómica es polar o apolar

NO NO

NONO

NO

Si

Si

Si

SSii

NONONO

Ing. Isabel Ramirez Camac 36

Para analizar la estructura y el enlace se sugiere el procedimiento:

1.-Estructura de Lewis

2.-Hallar las regiones de elevada densidad electrónica. (TRPECV)

3.-Determinar la geometría electrónica

7.-¿Puede identificarse otro átomo central

Determina si la molécula es polar o apolar

4.-Determinar la GEOMETRIA MOLECULAR

6.-Determinar los O.Hibridos,describe el enlace

5.-Ajustar la G.M para los pares solitarios

si

No

37ejercicios