Sema 4 quim ing. mecanica enlace
-
Upload
jenny-fernandez-vivanco -
Category
Documents
-
view
338 -
download
0
Transcript of Sema 4 quim ing. mecanica enlace
26/09/2012
1
TEMA: ENLACE QUIMICO
CICLO I: 2012-II/ 4ta semana
CURSO: QUIMICA
GENERAL
Prof. Quím. Jenny M. Fernández Vivanco
OBJETIVOS
� Reconocer el enlace químico
� Entender sus características del enlace
químico
� Identificar sus propiedades
� Desarrollo de problemas de análisis
� Identificar el Enlace covalente
� Enlace moleculares
� Trabajo de investigación
26/09/2012
2
¿Por qué se forman compuestos?
Los elementos forman compuestos por que de esa forma ganan estabilidad � liberan energía
Un compuesto iónico
El grafito es una forma elemental en la que se forman enlaces covalentes
26/09/2012
3
¿Qué es un enlace químico?
Esta fuerza da origen a una especie deligamento entre los átomos u otras especiesquímicas, confiriendoconfiriendo estabilidadestabilidad a losconjuntos formados.
Esta fuerza es lo que se conoce como enlaceenlacequímicoquímico.
Un enlace químico resultará de laredistribución de los electrones de los átomosy partículas participantes, y ésta es la causa de
¿Cómo se forma el enlace
iónico?
Na
1s2 2s2 2p6 3s1
+ Cl
Ne 3s2 3p5
EN = 0,9 EN = 3,0
El cloro ganaelectrones
con facilidad!El sodio pierde electronesfácilmente!
Na Cl
1s2 2s2 2p6
Ne 3s2 3p6
ambos completan el octeto!
atracción electrostática entre cargas opuestas!
26/09/2012
4
Teoría de Lewis
• Los electrones de valencia son los que intervienen en la formación de enlaces.
• Los electrones buscan aparearse para ganar estabilidad (regla del dueto).
• Los electrones con transferidos o compartidos hasta que el átomo obtenga la configuración de gas noble (regla del octeto).
• En la representación de Lewis, el símbolo representa al núcleo y a los electrones del kernel, y los puntos a los electrones de valencia,
Estructuras de Lewis de compuestos iónicos
BaO
MgCl2
Ba •• O•
•••
••
••O••
••
••Ba
2+2-
Mg ••
Cl•••
••
••
Cl•••
••
••
••Cl••
••
••Mg
2+-
2
Primero se escribe el catión y luego el anión. El anión se representa entre corchetes, con los electrones que conducen al octeto y la carga correspondiente fuera de los corchetes. Los cationes poliatómicos se representan entre corchetes.
26/09/2012
5
Los compuestos iónicos
a
aa
a120o
c
a a
c
b
ααααββββ γγγγ
Los diversos compuestos tienen varias formas de cristalizar.
Propiedades de los compuestos iónicos
A temperatura ambiente, son sólidos con puntos de fusión altos, debido a la fuerzas electrostáticas de atracción entre los
iones.
Altos puntos de fusión y ebullición.
Muchos son solubles en solventes polares como el agua.
La mayoría es insoluble en solventes no polares como el hexano o la gasolina.
Son conductores de la electricidad en estado fundido (líquido) o en solución acuosa.
No forman moléculas sino “pares iónicos”, por lo que se prefiere hablar de unidades fórmula ó fórmulas mínimas,
cuando de compuestos iónicos se trata.
26/09/2012
6
26/09/2012
7
Porcentaje de carácter iónico del enlace
Problemas de aplicación
26/09/2012
8
Problemas de aplicación
26/09/2012
9
26/09/2012
10
EJERCICIOS PROPUESTOS
26/09/2012
11
26/09/2012
12
Enlace Químico:
Enlace
Covalente y
Estructura
Molecular
Quím. Jenny Fernández Vivanco
El enlace covalente
Electrones 1s
Par electrónico compartido
Una molécula de hidrógeno
Dos átomos de hidrógeno
Par enlazante
Pueden ser uno o más pares de electrones los compartidos entre los átomos que forman el enlace, originando de esta manera una nueva especie química: una molécula. Generalmente tienden a enlazarse covalentemente los átomos de elementos no metálicos, que tienen potenciales de ionización relativamente altos, y entre los cuales generalmente se obtienen diferencias de electronegatividades menores a 1,9.
26/09/2012
13
Formación del H2
Al formarse la molécula los orbitales atómicos se traslapan (se superponen, se solapan, se funden) formando un nuevo tipo de
orbital: un orbital molecular (un enlace covalente )
Moléculas sencillas
O
H
H
par no compartido
par compartidoAGUA, H2O
O H
H
O H
H
26/09/2012
14
Moléculas sencillas
H
H
H
NHN
H
Hpar no compartido
par compartido
H
H
H
N
AMONIACO, NH3
Clasificación de los enlaces
covalentes
26/09/2012
15
Tipos de enlace covalentes
• Normales:
Si los electrones compartidos provienen uno de cada uno de los átomos enlazados.
• Coordinados:
Si el par de electrones compartidos proviene de uno solo de los átomos enlazados.
(a)(a) Por el origen de los electrones Por el origen de los electrones compartidoscompartidos
Tipos de
enlace
covalentes
:Por el origen Por el origen
de los de los
electrones electrones
compartidoscompartidos
Br Br Br Br
Br Br
Formación del Br 2
Enlace covalente normal
Formación del NH 4+ (ion amonio)
H
H
H
N H+
no tiene electrones!!su orbital 1s está vacío!!
H
H
H
N H
+
H
H
H
N HEnlace covalente coordinado
Los enlaces covalentes normales y coordinados formados en el NH4
+ son indistinguibles entre sí!
26/09/2012
16
Tipos de Enlace según la diferencia de Electronegatividad
∆EN = ENA - ENB
Si ∆EN ≥ 1,9 Si ∆EN < 1,9
Enlace Iónico Enlace Covalente
No polar o apolar Polar
Si, ∆EN = 0, 0(átomos iguales)
Si, 0 <∆EN < 1,9(elementos diferentes)
La mayor o menor diferencia entre las electronegati vidades de los átomos que forman un compuesto determinan el ti po de enlace.
Momento Dipolar (µ)
HCl
δ− δ+
µµµµ = q . rq : carga del e- = 1,602·10-19 Cr : distancia entre cargas 1 Debye (D) = 3,33·10−30 C.m
Sustancia ∆EN µµµµ (D) Te (oC)
HF 1,9 1,91 19,9
HCl 0, 9 1,03 -85,03
HBr 0,7 0,79 -66,72
HI 0,4 0,38 -35,35
H-H 0,0 0,0 -253
µ
El momento dipolar es una magnitud vectorial que mide la intensidad del dipolo
formado, es decir es una medida del polaridad del enlace.
26/09/2012
17
Tipos de enlace covalentes:
enlaces sencillos (1 par compartido)
enlaces dobles (2 pares compartidos)
enlaces triples (3 pares compartidos)
H H O O N N
octetos
Para cumplir la regla del octeto los átomos también pueden compartir más de un par de electrones y formar enlaces múltiples
(c) Por la Multiplicidad del enlace covalente(c) Por la Multiplicidad del enlace covalente
Tipos de enlace covalentes:
El enlace se forma cuando solapan los orbitales atómicos.
Los dos e- se comparten en el nuevo orbital formado.
Enlace Sigma, σσσσ:La densidad electrónica se concentra en el eje que une los átomos. Consta de un solo lóbulo.Todos los
enlaces sencillos son sigma.
(d) Por la forma de los enlaces (orbitales (d) Por la forma de los enlaces (orbitales moleculares)moleculares)
26/09/2012
18
Tipos de enlace covalentes:
Enlace pi, π:
La densidad electrónica se encuentra por encima
y por debajo del eje que une los átomos. Consta
de dos lóbulos.- Un enlace doble consiste en un enlace σ y un π.
- Un enlace triple consiste en un enlace σ y dos π.
Para un mismo par de átomos: longitud E-E > l.ongitud E=E > longitud E ≡ EEnlace longitud de enlace ( Å) energía de enlace
(kcal/mol)C – C 1,53 88
C = C 1,34 119
C ≡ C 1,22 200
+
(d) Por la Forma de los enlaces (orbitales (d) Por la Forma de los enlaces (orbitales moleculares)moleculares)
Orbitales sigma y pi
Región de traslape
Enlace σσσσ
s-p
Enlace σσσσ
p-p
H Cl• •• •
• •
•• Cl•
• •
• ••• Cl•
• •
• •
••
Enlace simple
Enlace doble
Enlace triple
26/09/2012
19
Orbitales sigma
Orbitales pi
26/09/2012
20
Enlaces múltiples
N N•• •
•σσσσ
ππππ
ππππ
Nitrógeno, N2
Estructuras de Lewis en compuestos
covalentes
Son una representación gráfica para
comprender donde están los electrones en un
átomo o molécula, colocando los electrones
de valencia como puntos alrededor de los
símbolos de los elementos.
La idea de enlace covalente fue sugerida en
1916 por G. N. Lewis:
Los átomos pueden adquirir
estructura de gas noble
compartiendo electrones para
formar un enlace de pares de
electrones.G. N. Lewis
26/09/2012
21
Reglas
Se considerará como átomo central de la molécula:. El que esté presente unitariamente . De haber más de un átomo unitario, será al que le falten más electrones.. De haber igualdad en el número de e-, será el menos electronegativo.
Ejemplos de Estructuras de Lewis
26/09/2012
22
Adicionalmente...
Reglas para hallar el número de enlaces
1- Se suman los e- de valencia de los átomos presentes en la fórmula
molecular propuesta. Para un anión poliatómico se le añade un e- más por
cada carga negativa y para un catión se restan tantos electrones como
cargas positivas. A este valor se le denomina a
2- Se determina el número total de electrones necesarios para que todos los
átomos de la especie puedan adquirir la configuración de gas noble,
multiplicando el número de átomos diferentes del hidrógeno por 8 y el
número de átomos de hidrógeno por 2. A esta cantidad se le denomina b.
Número de enlaces =
b - a
2
Ejemplos Ejemplo 2: SiO 4-4
Si: 4e- valO: 6e-x 4 = 24 e- val+ 4 cargas neg.
a =32
2)
1)
3) e- de val libres= 32- 8= 24
4)
Si
O
O
OO
4-
Si
O
O
OO
4-
b = 8x5= 40#enlaces= (40 -32)/ 2 = 4
2)
Ejemplo 1: H 2COC: 4e-H: 1e- x 2= 2e-O: 6e-
a =121)
H
H
C O
3) e- de v. libres: 12-6= 6
H
H
C O4)
H
H
C O
b = 8x2 + 2x1 = 18#enlaces= (18 -12) / 2 = 3
26/09/2012
23
Propiedades de los compuestos
covalentes
Son gases, líquidos o sólidos con bajos puntos de fusión.
Algunos sólidos covalentes presentan altos puntos de fusión y ebullición.
Muchos no se disuelven en líquidos polares como el agua.
Mayormente se disuelven en líquidos no polares como el hexano o la gasolina.
En estado líquido o fundido, no conducen la corriente eléctrica.
Cuando forman soluciones acuosas, éstas son malas conductoras de la electricidad.
26/09/2012
24
26/09/2012
25
26/09/2012
26
26/09/2012
27
26/09/2012
28
Enlace MetálicoLa “Teoría del Mar de Electrones”:
afirma que siendo los electronesde valencia de un metal muydébilmente atraídos por el núcleo,estos electrones se desprenderíandel átomo, creando una estructurabasada en cationes metálicosinmersos en una gran cantidad deelectrones libres (un mar deelectrones) que tienen laposibilidad de moverse librementepor toda la estructura del sólido.
Metal Punto de fusión (°C)
Na 97,8
Fe 1536
W 3407
• Este tipo de enlace ocurre entre átomos de metales.
• Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su último nivel.
• Estos átomos pierden fácilmente estos electrones.
• Estos electrones forman una nube electrónica que está débilmente unida al núcleo.
• La unión de estos átomos tiene la forma de una red cristalina.
• Esta nube tiene una gran movilidad.
• Lo que nos lleva a que el enlace metálico es deslocalizado.
• Esto explicaría algunas características de los metales.
Enlace metálico
26/09/2012
29
• Un ejemplo de enlace metálico es Litio.
• En donde su único electrón está enlazado deslocalizadamente a los otros átomos, formando una red cristalina.
Ejemplo
Propiedades que genera
el enlace metálico
• Los metales son buenos conductores del calor y la electricidad.
• Sin dúctiles, maleables, tenaces
• Son relativamente blandos (se rayan fácilmente)
• Poseen alta densidad
• Poseen color y brillo característico
• Algunas de las
+ + + + +
+ + + + +
26/09/2012
30
26/09/2012
31
26/09/2012
32
26/09/2012
33
26/09/2012
34
26/09/2012
35
26/09/2012
36
26/09/2012
37
26/09/2012
38
26/09/2012
39
26/09/2012
40
Fuerzas intermoleculares
Fuerzas de Van der WaalsFuerzas de London Fuerzas dipolo-dipoloEnlaces por puentes de hidrógeno
Son fuerzas más débiles que los enlaces covalentes que mantienen unidas a las moléculas en el estado condensado (líquido o sólido)
Fuerzas de dispersión de London� Se originan por la atracción entre dipolos instantáneos e inducidos
formados entre las moléculas (polares o no polares)
� Dipolos instantáneos: El movimiento de los electrones en el orbitalorigina la formación de dipolos no permanentes.
� Dipolos inducidos: Los electrones se mueven produciendo un dipoloen la molécula debido a una fuerza exterior (otros dipolos).
Estas fuerzas están presentes en todo tipo de sustancia y su intensidad depende de la masa molar. Son las únicas fuerzas intermoleculares presentes en moléculas no polares
26/09/2012
41
26/09/2012
42
Bibliografía1. QUIMICA I, autores maynard kong M 2003.
2. QUIMICA GENERARL, material de la UTP
3. INGENIERIA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES, calliester, 2007
4. Ruta de Blogger de química:
http://ingenieriafimaasquimica.blogspot.com/
Enlace de videos a revisarhttp://www.youtube.com/watch?v=ABmfdpiw8n4http://www.youtube.com/watch?v=gZvzdPdKwLI&feature=results_main&playnext=1&list=PL5221B2DE7C241B7C
Enlace Bibliographic:
http://books.google.com.pe/books?id=tKVBM9JsiD8C&printsec=frontcover&dq=Enlace+quimico&hl=es&ei=_PiUTpGBG6ry0gH2yLGTCA&sa=X&oi=book_result&ct=book-thumbnail&resnum=1&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.es/books?id=Chw7tP3s7Z8C&pg=PA252&lpg=PA252&dq=enlace+quimico+aplicado&source=bl&ots=PNQzesFOCQ&sig=TgF_rXUeUuvJYPcUqxMKgvW67MU&hl=es&sa=X&ei=QGovULf9GpSQ8wTOgYG4CA&ved=0CDQQ6AEwAA#v=onepage&q=enlace%20quimico%20aplicado&f=false