1. 26/09/2012
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
1

2. 26/09/2012
¿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
2

3. 26/09/2012
¿Qué es un enlace químico?
Esta fuerza da origen a una especie de
ligamento entre los átomos u otras especies
químicas, confiriendo estabilidad a los
conjuntos formados.
Esta fuerza es lo que se conoce como enlace
químico.
químico
Un enlace químico resultará de la
redistribución de los electrones de los átomos
y partículas participantes, y ésta es la causa de
¿Cómo se forma el enlace
iónico?
atracción electrostática
entre cargas opuestas!
Na + Cl Na Cl
Ne 3s2 3p5 1s2 2s2 2p6
1s2 2s2 2p6 3s1
Ne 3s2 3p6
EN = 0,9 EN = 3,0
El cloro gana
electrones
El sodio pierde electrones con facilidad!
fácilmente!
ambos completan el octeto!
3

4. 26/09/2012
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
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.
•• 2-
•• 2+
•
BaO Ba O• Ba O
••
••
• •
•• ••
••
•
Cl -
••
2+ ••
••
MgCl2 Mg •• Mg 2 Cl
••
••
••
••
•
Cl
••
••
4

5. 26/09/2012
Los compuestos iónicos
Los
diversos
c
a α c
compuesto
a β γ
a 120o a
a
b s tienen
a
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.
5

6. 26/09/2012
6

7. 26/09/2012
Porcentaje de carácter iónico del enlace
Problemas de aplicación
7

8. 26/09/2012
Problemas de aplicación
8

9. 26/09/2012
9

10. 26/09/2012
EJERCICIOS PROPUESTOS
10

11. 26/09/2012
11

12. 26/09/2012
Enlace Químico:
Enlace
Covalente y
Estructura
Molecular
Quím. Jenny Fernández Vivanco
El enlace covalente
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.
Electrones Par electrónico
1s compartido
Dos átomos de Una molécula de
hidrógeno hidrógeno
Par enlazante
12

13. 26/09/2012
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
par no compartido
H
O O H
H H
AGUA, H2O par compartido
O H
H
13

14. 26/09/2012
Moléculas sencillas
H H
N H H N
H H
par no compartido
AMONIACO, NH3 par compartido
H
H N
H
Clasificación de los enlaces
covalentes
14

15. 26/09/2012
Tipos de enlace covalentes
(a) Por el origen de los electrones
compartidos
• 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.
Formación del Br2
Tipos de
Br Br Br Br
enlace
Br Br
covalentes Enlace covalente normal
Formación del NH4+ (ion amonio)
: H H
+
Por el origen H N H+ H N H
de los H no tiene electrones!!
su orbital 1s está vacío!!
H
electrones H
compartidos Enlace covalente coordinado H N H
H
Los enlaces covalentes normales y
coordinados formados en el NH4+ son
indistinguibles entre sí!
15

16. 26/09/2012
Tipos de Enlace según la diferencia de Electronegatividad
La mayor o menor diferencia entre las electronegatividades de
los átomos que forman un compuesto determinan el tipo de
enlace.
∆EN = ENA - ENB
Si ∆EN ≥ 1,9 Si ∆EN < 1,9
Enlace Iónico Enlace Covalente
No polar o apolar Polar
Si, ∆EN = 0, 0 Si, 0 <∆EN < 1,9
(átomos iguales) (elementos diferentes)
δ− δ+ Momento Dipolar (µ)
El momento dipolar es una magnitud
vectorial que mide la intensidad del dipolo
Cl H formado, es decir es una medida del
polaridad del enlace.
µ=q.r
q: carga del e- = 1,602·10-19 C
µ
r: distancia entre cargas
1 Debye (D) = 3,33·10−30 C.m
Sustancia ∆EN µ (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
16

17. 26/09/2012
Tipos de enlace covalentes:
(c) Por la Multiplicidad del enlace covalente
Para cumplir la regla del octeto los átomos también pueden
compartir más de un par de electrones y formar enlaces múltiples
enlaces sencillos (1 par compartido)
enlaces dobles (2 pares compartidos)
enlaces triples (3 pares compartidos)
H H O O N N
octetos
Tipos de enlace covalentes:
(d) Por la forma de los enlaces (orbitales
moleculares)
El enlace se forma cuando solapan los orbitales atómicos.
Los dos e- se comparten en el nuevo orbital formado.
Enlace Sigma, σ:
La densidad electrónica se
concentra en el eje que une
los átomos. Consta de un
solo lóbulo.Todos los
enlaces sencillos son sigma.
17

18. 26/09/2012
Tipos de enlace covalentes:
(d) Por la Forma de los enlaces (orbitales
moleculares)
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≡E Enlace longitud de enlace (Å) energía de enlace
(kcal/mol)
C–C 1,53 88
C=C 1,34 119
C≡C 1,22 200
Enlace simple
Orbitales sigma y pi
•• •• ••
• Cl • • •
H• • • Cl • • Cl • Enlace doble
•• •• ••
Región de
traslape
Enlace triple
Enlace σ Enlace σ
s-p p-p
18

19. 26/09/2012
Orbitales sigma
Orbitales pi
19

20. 26/09/2012
Enlaces múltiples
π
•
• N σ
π
N •
•
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
La idea de enlace covalente fue sugerida en
de valencia como puntosporalrededor de los
1916 G. N. Lewis:
símbolos de los elementos. pueden adquirir
Los átomos
estructura de gas noble
compartiendo electrones para
formar un enlace de pares de
G. N. Lewis
electrones.
20

21. 26/09/2012
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
21

22. 26/09/2012
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.
b-a
Número de enlaces
= 2
Ejemplos Ejemplo 2: SiO4-4
1) Si: 4e- val
Ejemplo 1: H2CO O: 6e-x 4 = 24 e- val a =32
1) C: 4e-
+ 4 cargas neg.
H: 1e- x 2= 2e- a =12 2) b = 8x5= 40 O 4-
O: 6e- #enlaces= (40 -32)/ 2 = 4
H O Si O
2) b = 8x2 + 2x1 = 18
#enlaces= (18 -12) / 2 = 3
H C O O
3) e- de v. libres: 12-6= 6 H 3) e- de val libres= 32- 8= 24
H H C O 4) 4-
4) O
H C O
O Si O
O
22

23. 26/09/2012
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.
23

24. 26/09/2012
24

25. 26/09/2012
25

26. 26/09/2012
26

27. 26/09/2012
27

28. 26/09/2012
La “Teoría del Mar de Electrones”:
Enlace Metálico
afirma que siendo los electrones
de valencia de un metal muy
débilmente atraídos por el núcleo,
estos electrones se desprenderían
del átomo, creando una estructura
basada en cationes metálicos
inmersos en una gran cantidad de
electrones libres (un mar de
electrones) que tienen la
posibilidad de moverse libremente
por toda la estructura del sólido.
Metal Punto de fusión (°C)
Na 97,8
Fe 1536
W 3407
Enlace metálico
• 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.
28

29. 26/09/2012
Ejemplo
• Un ejemplo de enlace metálico es Litio.
• En donde su único electrón está enlazado
deslocalizadamente a los otros átomos, formando
una red cristalina.
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
29

30. 26/09/2012
30

31. 26/09/2012
31

32. 26/09/2012
32

33. 26/09/2012
33

34. 26/09/2012
34

35. 26/09/2012
35

36. 26/09/2012
36

37. 26/09/2012
37

38. 26/09/2012
38

39. 26/09/2012
39

40. 26/09/2012
Fuerzas intermoleculares
Son fuerzas más débiles que los enlaces
covalentes que mantienen unidas a las
moléculas en el estado condensado (líquido
o sólido)
Fuerzas de London
Fuerzas de Van der Waals
Fuerzas dipolo-dipolo
Enlaces por puentes de hidrógeno
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 orbital
origina la formación de dipolos no permanentes.
Dipolos inducidos: Los electrones se mueven produciendo un dipolo
en 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
40

41. 26/09/2012
41

42. 26/09/2012
Bibliografía
1. 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 revisar
http://www.youtube.com/watch?v=ABmfdpiw8n4
http://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=Enlac
e+quimico&hl=es&ei=_PiUTpGBG6ry0gH2yLGTCA&sa=X&oi=book_result&ct=book-
thumbnail&resnum=1&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q&f=false
http://books.google.es/books?id=Chw7tP3s7Z8C&pg=PA252&lpg=PA252&dq=enlace
+quimico+aplicado&source=bl&ots=PNQzesFOCQ&sig=TgF_rXUeUuvJYPcUqxMKgv
W67MU&hl=es&sa=X&ei=QGovULf9GpSQ8wTOgYG4CA&ved=0CDQQ6AEwAA#v=
onepage&q=enlace%20quimico%20aplicado&f=false
42