2. Cuando estamos en presencia de una reacción química, los reactivos se
combinan para formar productos a una determinada velocidad.
Sin embargo, los productos también se combinan para formar reactivos.
Es decir, la reacción toma el sentido inverso. Este doble sentido llega a
un punto de equilibrio dinámico cuando ambas velocidades se igualan.
No hablamos de un equilibrio estático en el que las moléculas cesan en
su movimiento, sino que las sustancias siguen combinándose formando
tanto productos como reactivos. A este equilibrio lo llamamos
equilibrio químico.
3. El equilibrio químico se representa a través de una expresión matemática
llamada constante de equilibrio.
En una reacción hipotética:
aA + bB<——–> cC + dD
La constante de equilibrio esta dado por:
K = ( [D]d . [C]c ) / ( [A]a . [B]b )
(Las minúsculas estan elevadas como potencia).
4. La Energía de activación es la energía que necesita un sistema antes de poder
iniciar un determinado proceso.
La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima
necesaria para que se produzca una reacción química dada. Para que ocurra una
reacción entre dos moléculas, éstas deben colisionar en la orientación correcta y
poseer una cantidad de energía mínima.
A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se repelen.
Esto requiere energía (energía de activación) y proviene del calor del sistema, es
decir de la energía traslacional, vibracional, etcétera de cada molécula.
5. La energía de ionización
también llamada potencial de ionización, es la energía que hay que
suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para
arrancarle el electrón más débil retenido.
Podemos expresarlo así:
X + 1ªE.I. X+ + e-
Siendo esta energía la correspondiente a la primera ionización.
6. La segunda energía de ionización representa la energía necesaria para
arrancar un segundo electrón y su valor es siempre mayor que la primera, ya
que el volumen de un ión positivo es menor que el del átomo neutro y la
fuerza electrostática es mayor en el ión positivo que en el átomo, ya que se
conserva la misma carga nuclear:
X+ + 2ªE.I. X2+ + e-
La energía de ionización se expresa en electrón-voltio, julios o en Kilojulios
por mol (kJ/mol).
1 eV = 1,6.10-19 culombios . 1 voltio = 1,6.10-19 julios
7. Energía de disociación de enlace
Es una manera de medir la fuerza de un enlace químico. Se puede definir como
la energía que se necesita para disociar un enlace mediante homólisis.
En el proceso de homólisis, el enlace covalente se rompe y cada uno de los
átomos se queda con uno de los electrones que formaban el enlace,
formándose así radicales libres, es decir, entidades químicas con número
impar de electrones.
8. Energía de reacción
En toda reacción química se absorbe o desprende energía (normalmente como
calor o luz). Esto se debe a que al romperse y formarse enlaces se absorbe y se
desprende energía respectivamente. Según criterios energéticos las reacciones
se clasifican en:
9.
10. ENLACES INTERATOMICOS
Este tipo de enlaces se da entre átomos de dos o mas elementos, este tipo de
enlaces a su vez se divide en tres tipos diferentes, cada uno con propiedades
diferentes a los otros, estos son:
ENLACE IONICO
Este tipo de enlace se da entre un elemento metal y un no metal, en él, el
elemento metal cede electrones al no metal, con esto el no metal llena su ultimo
orbital y el metal queda con su ultimo orbital completo, con esto, ambos
alcanzan la estabilidad.
CARACTERISTICAS
•Son solidos
•Son buenos conductores del calor y la electricidad
•Tienen altos puntos de fusión y embullición
•Se disuelven fácilmente en agua
11. ENLACE COVALENTE
Este tipo de enlace se da entre elementos no metales, en el los átomos lo
forman comparten los electrones de su ultimo orbital con los otros átomos para
que así alcancen la estabilidad. En este tipo de enlace, los átomos no ganan ni
pierden electrones, los comparten.
CARACTERISTICAS
•Se pueden presentar en cualquier estado de agregación de la materia.
•Son malos conductores del calor y la electricidad.
•Tienen puntos de fusión y embullición relativamente bajos.
•Son solubles en diversos solventes pero no en el agua.
12. ENLACE METALICO
Este tipo de enlace se da solo entre metales, por medio de este, se mantienen
unidos dos o mas metales entre sí. En este tipo de enlace, al igual que en el
enlace covalente, los átomos que lo forman comparten sus electrones de
valencia para alcanzar la estabilidad.
CARACTERÍSTICAS
•Suelen ser sólidos, excepto el mercurio
•Son excelentes conductores del calor y la electricidad
•Sus puntos de embullición y de fusión son muy variados
•Presentan brillo
13. ENLACE INTERMOLECULAR
Es la unión que como resultado de las fuerzas de carácter electrostático que se
establecen entre las moléculas, consigue mantenerlas unidas en una red
cristalina.
ENLACE DIPOLO – DIPOLO (D–D)
Se presentan entre moléculas covalentes polares. Se deben a la interacción
entre los dipolos permanentes que constituyen las moléculas. Las moléculas
polares se atraen cuando el extremo positivo de una de ellas está cerca del
negativo de otra y debido a las atracciones entre sus dipolos
14. ENLACE PUENTE DE HIDRÓGENO (E.P.H)
Son un tipo especial de atracción dipolo-dipolo. Ocurre en moléculas muy
polares que poseen átomos muy electronegativos (F, O, N) unidos a hidrógeno.
Ejemplos: HF; H2O y NH3. 4
La unión se establece entre los pares de electrones libres y el átomo de
hidrógeno.
Son fuerzas intermoleculares muy intensas y permanentes. Ejemplo: agua
amoniaco
15. ENLACE MEDIANTE FUERZAS DE LONDON (F.L)
•Se presentan entre moléculas covalentes apolares.
• Se deben a la aparición de dipolos instantáneos que se crean con el
movimiento de los electrones.
• Cuando los electrones se mueven de un lado para otro, generan un momento
dipolar instantáneo, pasajero.
•Un extremo de la molécula tendrá carga negativa parcial pasajera y el otro
extremo carga positiva parcial también pasajera.
• Las cargas parciales instantáneas de las moléculas se atraen entre si y así
pueden unirse unas con otras.
16. Exotérmicas (desprenden energía, signo negativo). La energía liberada en
los nuevos enlaces que se forman es mayor que la empleada en los
enlaces que se rompen.
Endotérmicas (absorben energía, signo positivo). La energía absorbida en
los enlaces que se rompen es mayor que la desprendida en los enlaces
que se forman.
Er = E. romper enlaces - E. formar enlaces
17.
18. Efecto de la temperatura
Es la única variable que, además de influir en el equilibrio, modifica el valor de
su constante.
Si una vez alcanzado el equilibrio se aumenta la temperatura, el sistema se
opone a ese aumento de energía calorífica desplazándose en el sentido que
absorba calor.
Es importante hacer notar que a bajas temperaturas, la reacción requiere más
tiempo, debido a que bajas temperaturas reducen la movilidad de las partículas
involucradas
19. Efecto de las concentraciones
Un aumento en la concentración de uno de los reactivos hace que el equilibrio
se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se
disminuya dicha concentración. Y un aumento en la concentración de los
productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y
viceversa en el caso de que se disminuya.
20. Efecto de la presión
Si aumenta la presión la reacción se desplazará hacia donde exista menor
número de moles gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de
volumen, y viceversa.
Lógicamente, en el caso de que las cantidades de moles gaseosos sean iguales
para cada lado de la ecuación, no se producirán cambios, es decir que el
equilibro no se desplazará. También se puede aumentar la presión del sistema
sin afectar el equilibrio agregando un gas noble.
21. Efecto de la superficie de contacto
Cuando una o todas las sustancias que se combinan se hallan en estado
sólido, la velocidad de reacción depende de la superficie expuesta en la
reacción. Cuando los sólidos están molidos o en granos, aumenta la
superficie de contacto y por consiguiente, aumenta la posibilidad de
choque y la reacción es más veloz.
22. Efecto de los catalizadores
Respecto a los catalizadores, se ha determinado que estos no tienen ningún
efecto sobre la concentración de los reaccionantes y de los productos en
equilibrio.
Esto se debe a que si un catalizador acelera la reacción directa también hace lo
mismo con la reacción inversa, de modo que si ambas reacciones se aceleran en
la misma proporción, no se produce ninguna alteración del equilibrio.
23. Se basa en la idea de que para que una reacción pueda tener lugar, las
moléculas de las sustancias deben chocar previamente entre sí, y por lo tanto:
“La velocidad de una reacción es proporcional al número de colisiones
producidas por unidad de tiempo entre las moléculas de los reactivos.”
24. Para que las colisiones sean efectivas hay dos aspectos importantes que
deben cumplirse:
a. las moléculas, átomos, iones, ... de las especies reaccionantes deben tener
una energía mínima necesaria (energía de activación), dado casi todas las
reacciones implican una ruptura de enlaces que requieren un aporte energético.
b. La orientación relativa de las especies que colisionan debe ser la adecuada
para que la interacción sea efectiva.
25. Principio de Le Chatelier dice:
Si en una reacción química en equilibrio se modifican la presión, la temperatura
o la concentración de alguna de las especies reaccionantes, la reacción
evolucionará en uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado de
equilibrio.
Este principio sostiene que un sistema siempre reaccionará en contra del
cambio inducido.
Otro ejemplo lo tenemos en las reacciones exotérmicas o endotérmicas, las que
generan calor o absorben respectivamente. Si a una reacción exotérmica le
damos calor, el sistema para disminuir la temperatura, irá hacia la formación de
reactivos. De esta manera generara menos calor para atenuar el cambio. Y si es
endotérmica formara más productos, y así, absorberá más calor evitando el
ascenso térmico.