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MICROCLASE ENLACE QUIMICO_MARFLORES2022.pptx

  1. ENLACE QUÍMICO 1
  2. OBJETIVOS 1. Enlace Químico:  1.1 Definición  1.2 Clasificación 2. Enlace iónico:  2.1 Definición  2.2 Formación del enlace iónico 3. Enlace covalente:  3.1 Definición  3.2 Tipos de enlace  3.3 Estructura de Lewis  3.4 Regla del octeto 4. Enlace metálico  4.1 Definición  3.4 Formación del enlace metálico Conocimiento previo:  Tabla Periódica 2
  3. ¿QUÉ ES UN ENLACE? 1. Acción de enlazar. 2. Unión, conexión de algo con otra cosa. 3. Quím. Unión de dos átomos en un compuesto químico. 3
  4. ¿QUÉ ES UN ENLACE QUÍMICO?  “El enlace químico se refiere a las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos en los compuestos.” Whitten, 10ma edición 2015 4
  5. ENLACE QUÍMICO 5
  6. Electronegatividad • Capacidad que tiene un átomo de atraer electrones comprometidos en un enlace. • Los valores de E.N. Son útiles para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre átomos de diferentes elementos. 6
  7. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS  ENERGÍA DE IONIZACIÓN La cantidad mínima de energía que se necesita para separar al electrón menos fuertemente unido de un átomo gaseoso aislado para formar un ion con carga positiva.  AFINIDAD ELECTRÓNICA *Cambio de energía que ocurre cuando un átomo neutro, en fase gaseosa, gana un electrón. Whitten, 10ma edición 2015 *Petrucci, 10ma edición 2011 7
  8. ELECTRONEGATIVIDAD determina puede darse entre Átomos diferentes En los cuales La diferencia de E.N. Iónico Diferente de cero Covalente polar y el enlace puede ser mayor que 1,7 Diferencia de E.N. Entre 0 y 1,7 El tipo de enlace que Diferencia de E.N. Átomos iguales En los cuales La diferencia de E.N. Covalente puro o no polar Cero y el enlace es H2; Cl2; N2 8
  9. TIPOS DE ENLACE 9
  10.  Se produce cuando hay una gran diferencia de electronegatividad entre los átomos.  Se establece cuando se combinan un metal y un no metal.  Ambos alcanzan la configuración de gas noble formando iones.  Hay transferencia de electrones.  Resulta de las fuerzas de atracción entre aniones y cationes. ENLACE IÓNICO 10
  11. ENLACE IÓNICO IONES:  Anión: átomo o grupo de átomos que tiene más electrones que protones, y está cargado negativamente.  Catión: átomo o grupo de átomos que tiene menos electrones que protones, y está cargado positivamente. Ion monoatómico: Cl- , Na+ Ion poliatómico: HO - , NH4 + Las sustancias que contienen enlaces iónicos, se presentan como sólidos cristalinos de altos puntos de fusión, solubles en agua, cuyas soluciones son conductoras de la corriente eléctrica, entre otras propiedades. 11
  12. FORMACIÓN DEL ENLACE IÓNICO NaCl 12
  13. NaCl Na (z=11) 1s2 2s2 2p6 3s1 Cl (z=17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Paso 2. Diagrama de orbitales 3s1 3s2 3p5 pierde 1 e- gana 1 e- 3s0 3s2 3p6 Semireacción Reacción Total Na: Grupo 1, baja energía de ionización. Cl: Grupo 17, alta afinidad electrónica. Na Na+ + 1e- Cl + 1e- Cl- NaCl (s) Na+ + Cl- Paso 3. Semireaccíón y Reacción Total Paso 1. Configuración electrónica 13
  14. EN GENERAL Grupos Iones formados M , X Fórmula general Metal (M) No Metal (X) 1 17 M+ , X- MX 2 17 M2+ , X- MX2 1 16 M+ , X2- M2X 2 16 M2+ , X2- MX 14
  15. TIPOS DE ENLACE 15
  16. FORMACIÓN DEL ENLACE COVALENTE ENLACE COVALENTE Electrones involucrados Polaridad Etileno 16
  17. ENLACE COVALENTE Se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. El enlace covalente ocurre cuando la diferencia de electronegatividades, entre los elementos (átomos), es cero o relativamente pequeña. TIPOS DE ENLACE COVALENTE: - Según los electrones involucrados sencillo multiple: dobles o triples - Según la polaridad polar apolar 17
  18. ENLACE COVALENTE SEGÚN LOS ELECTRONES INVOLUCRADOS 18
  19. ENLACE COVALENTE SEGÚN LOS ELECTRONES INVOLUCRADOS Enlace sencillo: Dos átomos están unidos compartiendo un par de electrones (CH4) Enlace doble: Dos átomos están unidos compartiendo dos pares de electrones (C2H4) Enlace triple: Dos átomos están unidos compartiendo tres pares de electrones 19
  20. ENLACE COVALENTE SEGÚN LA POLARIDAD 20
  21. ENLACE COVALENTE SEGÚN LA POLARIDAD Enlace covalente polar:  Entre átomos de distintas electronegatividades.  Los electrones compartidos están más desplazados hacia el átomo más electronegativo.  Aparecen zonas de mayor densidad de carga positiva (δ+) y zonas de mayor densidad de carga negativa (δ-). 21
  22. ENLACE COVALENTE SEGÚN LA POLARIDAD Enlace covalente apolar:  Entre átomos de idéntica electronegatividad (H2, Cl2, N2…).  Los electrones compartidos pertenecen por igual a los dos átomos. 22
  23. REPRESENTACIÓN DE UN ENLACE COVALENTE 23
  24. VISIÓN GENERAL DEL MODELO DE GILBERT NEWTON LEWIS Representación de un enlace covalente, donde el par de electrones compartidos se indica como líneas o como pares de puntos entre dos átomos, y los pares libres no compartidos se indican como pares de puntos en átomos individuales. Los electrones de valencia juegan un papel fundamental en el enlace químico. Los electrones se transfieren o se comparten de manera que los átomos adquieren una configuración de gas noble: EL OCTETO. 24
  25. SÍMBOLOS DE LEWIS  Los electrones que participan en el enlace químico son los electrones de valencia, de número cuántico n más alto. 1 2 13 14 15 16 1 7 18 25
  26. ENLACE COVALENTE SEGÚN LEWIS  Formación del H2  Formación del F2 H + H . . H:H Electrones compartidos (par enlazante) Par libre 26
  27. REGLA DEL OCTETO  Es habitual que los elementos representativos alcancen las configuraciones de los gases nobles. Este enunciado a menudo se denomina la regla del octeto porque las configuraciones electrónicas de los gases nobles tienen 8 electrones en su capa más externa a excepción del He que tiene 2 electrones.  La regla del octeto sola, no nos permite hacer la estructura de Lewis, deberemos decidir como colocar los electrones en torno a los átomos enlazados, esto es cuantos electrones de valencia están involucrado en el enlace(electrones compartidos) y cuales electrones no se involucran en el enlace (electrones no compartido). 27
  28. ESQUELETO DE LA ESTRUCTURA  Los átomos de H son siempre átomos terminales.  Los átomos centrales suelen ser los de menor electronegatividad.  Los átomos de C son casi siempre átomos centrales.  Las estructuras suelen ser compactas y simétricas. 28
  29. REPRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LEWIS 29
  30. REPRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LEWIS  Paso 1. Elegir un “esqueleto” razonable (simétrico) para la molécula o ion poliatómico. Para NH3 N H H H Para SO4 2- S O O O O 2- 30
  31. REPRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LEWIS  Paso 2. Calcular NT, número de electrones totales que participan en la molécula. Para iones cargados negativamente, añadir al total el número de electrones igual a la carga del anión; para iones cargados positivamente, restar el número de electrones igual a la carga del catión. Para SO4 2- S (z=16) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 x 4 (átomos de O) x 1 (átomo de S) O (z=8) 1s2 2s2 2p4 24 e- 6 e- NT = 30 e- + 2 e- (carga del anión) NT = 32 e- = 6 e- = 6 e- 31 N (z=7) 1s2 2s2 2p3 H (z=1) 1s1 x 1 (átomo de N) x 3 (átomo de H) Para NH3 = 5 e- = 1 e- 5 e- 3 e- NT = 8 e-
  32. REPRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LEWIS  Paso 3. Determinar D, el número de electrones no compartidos de todos los átomos. D = NT – 2(nº enlace) Para NH3 D = 8 – 2(3) = 2 e- Para SO4 2- D = 32 – 2(4) = 24 e- N H H H S O O O O 2- 32
  33. REPRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LEWIS  Paso 4. Ubicar los electrones no compartidos como pares de electrones sobre los átomos hasta completar el octeto, si es necesario realizar movimientos para formar dobles o triples enlaces Para NH3 Para SO4 2- N H H H ¨ ¨ S O O O O ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ : : : : : : 2- NT = 8 e- D = 2 e- NT = 32 e- D = 24 e- 33 2-
  34. RESONANCIA  Una molécula o ion poliatómico para el que pueden dibujarse dos o mas fórmulas de Lewis con la misma disposición de los átomos para describir el enlace se dice que se exhiben Resonancia. 34
  35. ASIGNACIONES  Utilizando diagramas de orbitales, escriba la fórmula del compuesto iónico que se forma entre cada uno de los siguientes pares de elementos: a) Na(s) y F2(g) b) Ca(s) y F2(g) c) Na(s) y O2(g) d) Mg(s) y O2(g)  Escribir la fórmula de Lewis para los siguientes: a) H2SO4 b) OH- c) NH4 + 35
  36. ENLACE METÁLICO Próxima clase 36
  37. BIBLIOGRAFÍA 37 Petrucci R, Herring F., Madura J. & Bissonnette C., (2011). General Chemistry: Principles and Modern Applications. Pearson Canada Inc., 10ma edition, Toronto, Canada.. 1303 pp. Whitten K., Davis R., Peck M. y Stanley G., (2015). Química General. McGraw- Hill, 10ma edición, Madrid, España. 1084 pp.
  38. 38
  39. 39
  40. 40
  41. AFINIDAD ELECTRÓNICA (PETRUCCI) 41
  42. Energía de ionización (Petrucci) 42
  43. METALOIDES 43
  44. TABLA PERIODICA IUPAC 44 2016
  45. ESTRUTURAS DE LEWIS DEL ION SULFATO 45
  46. PROPIEDADES COMPUESTOS IÓNICOS  Los compuestos iónicos son sólidos cristalinos a temperatura ambiente.  Tienen alta temperatura de fusión y ebullición. Ejemplos: NaCl (T fusión = 801°C), KBr (T fusión = 735°C)  Son duros (rayado difícil). No es fácil separar las partículas (iones) enlazadas  Al intentar deformarlos se rompe el cristal (fragilidad) Frágiles, pues al golpear ligeramente el cristal produciendo el desplazamiento de tan sólo un átomo, todas las fuerzas que eran atractivas se convierten en repulsivas al enfrentarse dos capas de iones del mismo signo, produciendo una línea de fractura.  Solubles en agua. La solubilidad de muchos compuestos iónicos en agua es debida a la atracción de los iones por las moléculas polares del agua, que consiguen separarlos del cristal. Posteriormente, las moléculas de agua rodean a los iones con la orientación adecuada. La hidratación de iones es un proceso favorecido desde el punto de vista energético, y en él se desprende energía.  En estado sólido son malos conductores del calor y la electricidad, porque al estar los iones fijos dentro de la estructura cristalina no conducen la electricidad.  Poseen conductividad eléctrica en estado disuelto o fundido ya en dichos estados los iones presentan movilidad y son atraídos hacia los electrodos de signo contrario. 46
  47. ¿QUÉ ES UN ENLACE? Source: PAC, 1999, 71, 1919. (Glossary of terms used in theoretical organic chemistry) on page 1930 [Terms] [Paper] 47
  48. 48
  49. ¿POR QUÉ SE UNEN LOS ÁTOMOS?  Los átomos, son moléculas e iones y se unen entre sí para tener la mínima energía, lo que equivale a decir de máxima estabilidad  Se unen utilizando los electrones más externos (de valencia) 49
  50. FORMACIÓN DEL ENLACE IÓNICO  Estructura cristalina del NaCl expandida para mayor claridad.  Cada Cl- se encuentra rodeado por 6 iones sodio y cada ion sodio está rodeado por 6 iones cloruros.  El cristal incluye millones de iones en el patrón que se muestra. NaCl 50
  51. PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS  PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN ELEVADOS: Debido a que, para fundirlos, es necesario romper la red cristalina tan estable por la cantidad de uniones de atracción electrostática entre iones de distinto signo.  Son sólidos a temperatura ambiente.  Son solubles en disolventes polares (como el agua).  En estado sólido son malos conductores de calor y electricidad, pero sí lo son cuando están fundidos o disueltos en agua.  Son frágiles. 51
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