tema 3 quimica enlaces quimicos

GRUPO 1 MATERIA QUIMICA UNIDAD 2 ENLACES SOLIDOS Y ESTADO SOLIDO-CRISTALINO INTRODUCCION CONCEPTO DE ENLACE QUIMICO Un enlace químico, es la unión entre dos o más átomos para formar una entidad de orden superior, como una molécula o una estructura cristalina, para formar un enlace dos reglas deben ser cumplidas; regla del dueto y regla del octeto. Se define como la fuerza de unión que existe entre dos átomos, cualquiera que sea su naturaleza, debido a la transferencia total o parcial de electrones para adquirir ambos la configuración electrónica estable correspondiente a los gases inerte, es decir, el enlace .Es el proceso por el cual se unen átomos iguales o diferentes para adquirir la configuración electrónica estable de los gases inertes y formar moléculas estable. Los enlaces químicos son los que mantienen unidos a los átomos. Cuando los átomos se enlazan entre sí, ceden, aceptan o comparten electrones. Son los electrones de valencia quienes determinan de qué forma se unirá un átomo con otro y las características del enlace. Para que un enlace sea estable tiene que darse dos condiciones: .Que los átomos de los elementos que intervienen adquieran la configuración estable de ocho electrones en su última capa electrónica. .Que el contenido energético resultante disminuya respecto de los átomos aislados. En un enlace se libera energía, llamada energía de enlace, y cuanta más energía se ceda, mas fuerte será el enlace. CLASIFICACION DE LOS ENLACES QUIMICOS ENLACE IONICO, se produce entre un metal y no metal, como el cloruro de sodio. El sodio que tiende a perder un electrón, se convierte en el catión sodio y el cloro que tiende a ganarlo, se convierte en el anión cloruro ambos se unen mediante fuerzas electrostáticas y forman el cloruro de sodio, Na Cl. Los compuestos resultantes son sólidos, solubles en agua, duros, frágiles y conducen la electricidad cuando se encuentran disueltos o fundidos. ENLACE COOVALENTE, se produce entre no metales, las moléculas de hidrogeno, de oxigeno de nitrógeno y del agua son ejemplos de enlace covalente en el que cada átomo aporta un electrón, obteniéndose un par de electrones compartidos, es decir que forman parte de un átomo como de otro. En el caso de hidrogeno se produce un enlace simple, en el oxigeno, un enlace doble, dos pares de electrones compartidos y en el nitrógeno, un triple enlace compartido, tres pares de electrones compartidos. ENLACE COOVALENTE COORDINADO, cuando el par de electrones es aportado solamente por uno de ellos. ENLACE METALICO, Los átomos de los metales tienden a unirse entra si formando estructuras gigantescas tridimensionales denominadas redes cristalinas, este modelo explica la conductividad eléctrica en los metales y el hecho de que sean maleables y dúctiles. Asimismo, son sólidos con elevados puntos de fusión y de ebullición, son metales el sodio, el hierro y el oro. Símbolos de Lewis Los símbolos de puntos o de electrón punto, llamados símbolos de Lewis son una forma útil de mostrar los electrones de valencia de los átomos y de seguirles la pista durante la formación de enlaces. El símbolo de electrón punto para un elemento consiste en el símbolo químico del elemento, más un punto por cada, electrón de valencia. El símbolo del elemento representa el núcleo y los electrones internos, es decir, el interior del átomo. Los símbolos de Lewis se usan principalmente para los elementos de los bloques s y p. Para estos elementos, con excepción del He, el número de electrones de valencia en cada átomo es el mismo que el número del grupo al que pertenece el elemento. Los metales de transición, los lantánidos y actínidos tienen capas internas incompletas y en general no es posible escribir símbolos sencillos de punto de Lewis para ellos. Muchos elementos metálicos de los bloques p y d tienen átomos que pueden perder un número variable de electrones pudiendo formar diferentes compuestos. La capacidad de un elemento de formar varios iones se llama valencia variable. La idea de que dos de los electrones del berilio, boro y carbono están apareados recién se desarrolló en 1924. Lewis anotaba un punto en cada uno de los cuatro lados del símbolo del elemento, antes de anotar dos puntos en cualquiera de los lados. Por consiguiente, en el símbolo de Lewis, la cantidad de electrones no apareados debería ser igual a la cantidad de enlaces que por lo general forma un elemento en sus compuestos. Regla del octeto A principios del pasado siglo veinte, los estudios de Lewis sobre la forma de enlazarse los átomos concluyeron en la conocida como ‘Regla del Octeto’ que podemos enunciar de la forma ya adelantada en la definición de enlace químico: “Cuando se forma un enlace químico los átomos reciben, ceden o comparten electrones de tal forma que la capa más externa de cada átomo contenga ocho electrones, y así adquiere la estructura electrónica del gas noble más cercano en el sistema periódico”. Conviene puntualizar: Aquellos átomos cercanos en estructura electrónica al Helio, tienen como tendencia dicha estructura electrónica; es decir, tener dos electrones en su capa más externa: Hidrógeno, Litio, Berilio. En algunos textos se modifica el nombre en estos casos y pasa a denominarse ‘Regla del dueto’. Aunque como regla general suele cumplirse, nos encontramos con bastantes excepciones a la regla. También es de destacar que se ha logrado sintetizar algunos compuestos con gases nobles, si bien es verdad que con muchas dificultades. Enlace Iónico En Química la definimos como un enlace iónico es la unión de átomos que resulta de la presencia 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). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro. Dado que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de electronegatividad, este enlace suele darse entre un compuesto metálico y uno no metálico. Se produce una transferencia electrónica total de un átomo a otro formándose iones de diferente signo. El metal dona uno o más electrones formando iones con carga positiva o cationes con una configuración electrónica estable. Estos electrones luego ingresan en el no metal, originando un ion cargado negativamente o anión, que también tiene configuración electrónica estable. Son estables pues ambos, según la regla del octeto o por la estructura de Lewis adquieren 8 electrones en su capa más exterior (capa de valencia), aunque esto no es del todo cierto ya que contamos con dos excepciones, la del Hidrógeno (H) que se rodea tan sólo de 1 electrón y el Boro (B) que se rodea de seis. La atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se unan y formen un compuesto. Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por iones de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina las propiedades observadas. Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado punto de fusión e insolubles en agua; si la atracción es menor, como en el caso del Na Cl, el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en líquidos apolares como el benceno.1 Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad de ΔEN = 2 o mayor. Este tipo de enlace fue propuesto por Walther Kossel en 1916. En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo más electropositivo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El cloruro de sodio (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan sodio y cloro, perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo: NaCl → Na+Cl- De esta manera forman dos iones de carga contraria: un catión (de carga positiva) y un anión (de carga negativa). La diferencia entre las cargas de los iones provoca entonces una fuerza de interacción electromagnética entre los átomos que los mantiene unidos. El enlace iónico es la unión en la que los elementos involucrados aceptarán o perderán electrones. En una solución, los enlaces iónicos pueden romperse y se considera entonces que los iones están disociados. Es por eso que una solución fisiológica de cloruro de sodio y agua se marca como: Na+ + Cl-, mientras que los cristales de cloruro de sodio se marcan: Na +Cl- o simplemente Na Cl. ELEMENTOS QUE FORMAN COMPUESTOS IONICOS Son aquellos elementos que tienen valores de electronegatividad muy diferente, sería el caso del F, CL, O Y S con las metales. Algunas características de este tipo de enlace son: -Ruptura de núcleo masivo. -Son sólidos de estructura cristalina en el sistema cúbico. -Altos puntos de fusión (entre 300 °C o 1000 °C)2 y ebullición. -Son enlaces resultantes de la interacción entre los metales de los grupos I y II y los no metales de los grupos VI y VII. -Son solubles en agua y otras disoluciones acuosas. -Una vez en solución acuosa, son excelentes conductores de electricidad -En estado sólido no conducen la electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un circuito en lugar del cable, el circuito no funcionará. Así tampoco funcionará una bombilla si utilizamos como parte de un circuito un cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo, la bombilla del circuito se encenderá. Esto se debe a que los iones disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su signo) de la pila del circuito y por ello éste funciona. CLASIFICACION a) Anión: Es un ion con carga negativa, lo que significa que los átomos que lo conforman tienen un exceso de electrones. Comúnmente los aniones están formados por no metales, aunque hay ciertos aniones formados por metales y no metales. Los aniones más conocidos son (el número entre paréntesis indica la carga): F (-) fluoruro. Cl (-) cloruro. Br (-) bromuro. I (-) yoduro. S (2 -) , sulfuro. SO4 (2 -) sulfato. b) Catión: es un ion con eléctrica positiva. Los más comunes se forman a partir de metales, pero hay ciertos cationes formados con no metales. Na (+) sodio. K (+) potasio. Ca (2+) calcio. Ba (2+) bario. Mg (2+) magnesio. Al (3+) aluminio. Pb (2+) plomo (II) o plomoso. PROPIEDADES FISICOS COMPUESTOS IONICOS a) puntos de fusión y ebullición elevados. b) La elevada energía retícula determina que todos los compuestos iónicos sean sólidos a temperatura ambiental. c) la dureza es notable pues para rayar un cristal iónico hay que rompen muchos enlaces. La dureza aumenta con la energía reticular. d) son frágiles, es decir, se rompen con facilidad cuando se pretende deformarlos e) Baja conductividad eléctrica y térmica al estado sólido, ya que los iones no pueden desplazarse en la red cristalina f) Los iones se ordenan en redes cristalinas iónicas g) la relativamente alta solubilidad de muchos compuestos iónicos en agua se debe, además, a que la fuerzas de atracción entre los iones (que siguen la ley de coulomb) resultan muy debilitadas, ya que la constante dieléctrica del agua tiene un valor muy elevado(80 veces mayor que la del vacío). RESUMEN GENERAL ENLACE QUIMICO. Es el proceso por el cual se unen átomos iguales o diferentes para adquirir la configuración electrónica estable de los gases inertes y formar moléculas estables. Los enlaces químicos son los que mantienen unidos a los átomos. Cuando los átomos se enlazan entre sí, ceden, aceptan o comparten electrones. Son los electrones de valencia quienes determinan de qué forma se unirá un átomo con otro y las características del enlace. ENLACE IONICO, se produce entre un metal y no metal, como el cloruro de sodio. Los compuestos resultantes son sólidos, solubles en agua, duros, frágiles y conducen la electricidad cuando se encuentran disueltos o fundidos. ENLACE COVALENTE, se produce entre no metales, las moléculas de hidrogeno, de oxigeno de nitrógeno y del agua son ejemplos de enlace covalente en el que cada átomo aporta un electrón, obteniéndose un par de electrones compartidos. ENLACE METALICO, Los átomos de los metales tienden a unirse entra si formando estructuras gigantescas tridimensionales denominadas redes cristalina. SIMBOLOS DE LEWIS El símbolo del elemento representa el núcleo y los electrones internos, es decir, el interior del átomo. Los símbolos de Lewis se usan principalmente para los elementos de los bloques s y p. Para estos elementos, con excepción del He, el número de electrones de valencia en cada átomo es el mismo que el número del grupo al que pertenece el elemento. Muchos elementos metálicos de los bloques p y d tienen átomos que pueden perder un número variable de electrones pudiendo formar diferentes compuestos. La capacidad de un elemento de formar varios iones se llama valencia variable. Regla del Octeto’ que podemos enunciar de la forma ya adelantada en la definición de enlace químico: “Cuando se forma un enlace químico los átomos reciben, ceden o comparten electrones de tal forma que la capa más externa de cada átomo contenga ocho electrones, y así adquiere la estructura electrónica del gas noble más cercano en el sistema periódico”. Conviene puntualizar: Aquellos átomos cercanos en estructura electrónica al Helio, tienen como tendencia dicha estructura electrónica; es decir, tener dos electrones en su capa más externa: Hidrógeno, Litio, Berilio. En algunos textos se modifica el nombre en estos casos y pasa a denominarse ‘Regla del dueto’. Como un enlace iónico es la unión de átomos que resulta de la presencia 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). Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad de ΔEN = 2 o mayor. Este tipo de enlace fue propuesto por Walther Kossel en 1916. En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo más electropositivo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El cloruro de sodio (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan sodio y cloro, perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo. Son compuestos iónicos aquellos elementos que tienen valores de electronegatividad muy diferente, sería el caso del F, CL, O Y S con las metales. Anión: Es un ion con carga negativa, lo que significa que los átomos que lo conforman tienen un exceso de electrones. Catión: es un ion con eléctrica positiva. Los más comunes se forman a partir de metales, pero hay ciertos cationes formados con no metales. PROPIEDADES FISICAS COMPUESTOS IONICOS Podemos resumir las propiedades generales de los compuestos iónicos de la siguiente manera: LOS HECHOS 1. Son sólidos cristalinos a temperatura ambiente. 2. Tienen elevados puntos de fusión y ebullición. 3. Presentan gran dureza o resistencia a ser rayados. 4. Son frágiles y quebradizos. 5. Son buenos conductores de la electricidad cuando están fundidos. 6. Son malos conductores de la electricidad en estado sólido. 7. La mayoría son muy solubles en agua LA EXPLICACION TEÓRICA 1-La intensa fuerza de atracción electrostática que se produce en los compuestos iónicos se extiende en todas direcciones; los sólidos iónicos son sustancias cristalinas donde cada ión está rodeado por otros iones de carga opuesta que forman una red cristalina. 2-Todos los cambios que precisen romper la distribución de los iones en un compuesto iónico requieren gran cantidad de energía; por ello, los iones siguen ocupando sus posiciones en la red cristalina incluso a centenares de grados. 3-Rayar un sólido iónico supone romper un cierto número de enlaces. 4-Los sólidos iónicos son frágiles, ya que, cuando se golpean lo suficientemente fuerte, se rompen a lo largo de los planos que pasan entre las filas de iones. Esto se debe a que los iones del mismo signo coinciden. 5-Cuando el sólido se funde o se disuelve, deja iones en libertad que pueden transportar la corriente eléctrica. 6-No conducen la electricidad en estado sólido debido a que los electrones que intervienen en el enlace están situados en los iones, sin poderse mover dentro del cristal. 7-Las moléculas de agua envuelven los iones y consiguen liberarlos de la red cristalina. 8-Los dipolos del agua se orientan de modo distinto según envuelvan un anión o un catión. 9-Los compuestos iónicos en agua se disocian en cationes y aniones. Estas disoluciones conducen la corriente eléctrica. Cloruro de sodio, NaCÍ Fluoruro de litio, LiF Bromuro de potasio, KBr Nitrato de calcio, Ca(NO3)2 *Aspecto: cristales incoloros. *Punto de fusión: 808 °C. Punto de ebullición: 1465 °C. *Conductividad eléctrica: Líquido: grande. Sólido: muy pequeña. *Muy soluble en agua *Aspecto: cristales blancos. Punto de fusión:870 C Punto de ebullición: 1670°C. Conductividad eléctrica: Líquido: grande. Sólido: muy pequeña. Poco soluble en agua. Aspecto: cristales blancos. Punto de fusión: 730 C. Punto de ebullición: 1435 °C. Conductividad eléctrica: Líquido: grande. Sólido: muy pequeña. Muy soluble en agua. -Aspecto: cristales blancos. -Punto de fusión: 561 °C. -Punto de ebullición: se descomponen antes de fundirse. -Conductividad eléctrica: Líquido: grande. Sólido: muy pequeña. Soluble en agua.