UNIN ENTRE TOMOS Y ESTABILIDAD Habitualmente, la naturaleza evoluciona hacia estados de menor energa. Los tomos de los gases nobles son muy estables mientras que los del resto de tomos no lo son tanto y por eso se unen a otros, para ser tan estables como los gases nobles. Los tomos de los dems elementos van a tratar de conseguir una estructura electrnica similar a la de los gases nobles, y para ello tendrn que ganar, ceder o compartir electrones con otros tomos.

ENLACE qumico: fuerzas que mantienen unidos a los tomos cuando forman molculas o cristales, y fuerzas que mantienen unidas a las molculas cuando estn en estado lquido o slido, stas son ms dbiles que las que mantienen unidos a los tomos.

NATURALEZA DEL ENLACE QUMICO Cuando dos tomos se aproximan lo suficiente, el ncleo de uno llega a atraer a los electrones del otro, si se aproximan ms los ncleos, se repelen entre si y tambin se repelen las nubes electrnicas de ambos tomos. A determinada distancia las atracciones entre los electrones de un tomo y el ncleo del otro son mayores que las repulsiones entre ncleos y entre los electrones de ambos. Es a esa distancia cuando los tomos se enlazan (distancia de enlace do), la energa del sistema es la menor posible. La naturaleza del enlace qumico es de tipo elctrico

TEORA DEL ENLACE ENTRE TOMOS: Regla del octeto La estructura de los gases nobles es especialmente estable y por eso sus tomos permanecen aislados. Lewis, da una explicacin para el enlace entre los tomos: los tomos se enlazan entre s para alcanzar ocho electrones en su nivel de valencia, para alcanzar la configuracin del gas noble ms prximo.

Existen excepciones a esta regla: hay elementos (Be, B) que pueden rodearse de menos de 8 electrones y otros como (S, P) que pueden rodearse de 10 y hasta 12 electrones.

TIPOS DE ENLACE

Dependiendo del modo en que los tomos alcanzan la configuracin de gas noble, distinguimos tres tipos de enlace:

Inico: unos tomos ceden electrones a otros y se convierten en iones. Covalente: unos pocos tomos comparten electrones. Metlico: todos los tomos del metal comparten los electrones de valencia de todos los tomos.

Las fuerzas intermoleculares, se producen por la unin mediante fuerzas electrostticas entre molculas.

Hay que tener presente, que un enlace qumico entre dos tomos, no se corresponde al 100% con uno de los tres tipos de enlace y que la explicacin de las propiedades de las distintas sustancias supone la existencia de diversos tipos de enlace al mismo tiempo.

Para representar los tomos que intervienen en un enlace se utilizan los diagramas de Lewis: consisten en rodear el smbolo del elemento con un n de puntos o de aspas igual al n de electrones de valencia que tenga ese elemento

ENLACE INICO

Se produce cuando se combinan tomos de elementos con electronegatividades muy distintas: un elemento metlico (con tendencia a ceder electrones) con un elemento no metlico (con tendencia a aceptar electrones). Se producir una transferencia de electrones desde el tomo metlico al no metlico, de forma que ambos quedaran con 8 e- en su ltima capa (estructura de gas noble).

Al perder e-, el tomo del metal quedar con carga positiva (catin) y el tomo del no metal adquirir carga negativa (anin); entre ellos se establecen fuerzas electrostticas de atraccin que los mantienen unidos y que provocan un gran desprendimiento de energa.

Cada in tender a rodearse del mayor n posible de iones de cargas opuesta y a estar alejado el mximo posible de iones de la misma carga, ya que no existe ninguna direccin espacial preferente de atraccin/repulsin entre las cargas. Esta circunstancia origina una distribucin tridimensional (espacial) de los iones, que da lugar a la formacin de una red cristalina: los iones se disponen ordenadamente en una red inica formada por miles de millones de aniones y otros tantos cationes intercalados, siempre en la proporcin que indique la frmula. Pero, no todas las redes inicas tienen la misma estructura. La forma depender del tamao relativo de los iones que se unen y de sus cargas. Un catin pequeo como Na+ solo podr rodearse de 6 aniones Cl-, mientras que el catin Cs+ puede rodearse de 8 iones Cl-.

En un compuesto inico no hay molculas. La frmula expresa la relacin ms sencilla que guardan los iones en el compuesto. Se trata, pues de su frmula emprica.

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS INICAS Las fuerzas electrostticas que mantienen unidos a los iones son bastante intensas y esto hace que los compuestos inicos sean:

Slidos a temperatura ambiente con altos puntos de fusin. Para fundir un comp. inico hay que comunicar la energa suficiente para que los iones abandonen sus posiciones en una red perfectamente ordenada y muy estable, y esta energa es muy alta.

Son duros y frgiles. Para rayar un compuesto inico hay que separar los iones, lo que significa romper la red cristalina. Son frgiles porque con un pequeo golpe, se desplazan los iones de un plano de la red, quedan enfrentados iones del mismo signo que se repelen y el cristal se quiebra.

Conductores de la electricidad solo si estn disueltos o fundidos, porque la red cristalina se ha roto y las cargas pueden moverse. No conducen la electricidad en estado slido porque los iones ocupan posiciones fijas en la red y no pueden moverse,

Solubles en agua y en disolventes polares: porque entre las molculas del disolvente y los iones, se establecen fuerzas ms intensas que las que mantienen unidos a los iones en la red, consiguiendo separarlos y haciendo que el cristal se desmorone.

ENLACE COVALENTE

Se produce cuando se combinan entre s, tomos de elementos con electronegatividad parecida y alta, es decir si se combinan no metales entre s. Como stos tienen tendencia a ganar e- para conseguir la configuracin de gas noble, en este caso la nica manera de lograrla es compartiendo los e- de su nivel de valencia, que sern atrados por los ncleos de ambos tomos.

Dependiendo del nmero de electrones que tenga un tomo en su nivel de valencia, puede necesitar compartir uno o ms pares de electrones para alcanzar la configuracin de gas noble:

Enlace covalente sencillo: si los tomos comparten un par de electrones. Enlace covalente doble: si los tomos comparten dos pares de electrones. Enlace covalente triple: si los tomos comparten tres pares de electrones.

Las sustancias covalentes forman molculas, (parte ms pequea de una sustancia que conserva sus propiedades), y que pueden estar formadas por tomos iguales o distintos.

La frmula de una sustancia covalente indica el nmero de tomos de cada elemento que hay en una molcula, es su frmula molecular.

Ms ejemplos de enlaces covalentes entre tomos de diferentes elementos:

Polaridad del enlace covalente:

Un enlace covalente se forma cuando dos tomos se aproximan a una distancia en la que sus nubes de carga interaccionan y los electrones compartidos resultan atrados por los ncleos de ambos tomos.

Cuando los tomos que se enlazan son iguales, ambos tienen la misma apetencia por los electrones compartidos y la carga se distribuye por igual alrededor de los dos tomos (enlace covalente apolar)

Cuando los tomos que se enlazan son distintos, hay uno, el ms electronegativo, que tiene mayor apetencia por los electrones compartidos, con lo que stos van a estar ms tiempo cerca de su ncleo (enlace covalente polar). El tomo ms electronegativo tiene cierta carga parcial negativa (-) y el otro una carga parcial positiva (+), porque no llegan a ser cargas netas.

Polaridad de las molculas:

Depende de la existencia de enlaces polares y de la disposicin espacial de stos, la geometra. Cuando resulta ser polar, los electrones se acumulan en una parte de la molcula, el polo negativo y el otro extremo, con dficit de electrones, es el polo positivo, se forma un DIPOLO.

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS COVALENTES Las sustancias covalentes pueden ser de dos tipos y sus propiedades son bien distintas:

Sustancias moleculares: La mayora de las sustancias covalentes estn formadas por molculas: H2O, O2 Dentro de la molcula las uniones entre tomos son fuertes, pero entre molculas hay uniones muy dbiles.

- Pueden ser slidas, lquidas o gases a temperatura ambiente, dependiendo del tipo de enlace entre sus molculas. - Tienen puntos de fusin y ebullicin bajos (la mayora son gases o lquidos a temperatura ambiente) ya que para que

cambien de estado solo hay que romper las fuerzas de unin existentes entre sus molculas. - Las que son slidas son blandas. - No conducen la electricidad ya que no disponen de cargas que puedan moverse libremente. - Son solubles, las sustancias apolares en disolventes apolares y las sustancias polares en disolventes polares. (semejante

disuelve a semejante)

formadas por tomos: muchos tomos se unen unos a otros para formar una estructura cristalina Sustancias(cristales atmicos covalentes): grafito, diamante y slice SiO2. La gran intensidad del enlace covalente hace que estos compuestos sean:

- Slidos a temperatura ambiente con altos puntos de fusin. - Duros y frgiles. Para rayar la sustancia hay que romper la red y eso supone romper enlaces covalentes

muy fuertes. El diamante, formado por tomos de C, es la sustancia ms dura que existe. - Malos conductores de la electricidad, por no disponer de cargas que puedan moverse por la red, salvo el

grafito, formado tambin por tomos de C, pero a diferencia del diamante, en esta estructura solo 3 de los 4 e- de cada tomo, forman enlaces covalentes, el cuarto tiene cierta libertad y por eso es conductor.

ENLACE METLICO

Se produce entre tomos de elementos metlicos, ya sean alcalinos, alcalinotrreos o de transicin, tomos que tienen tendencia a ceder electrones, para alcanzar la configuracin de gas noble. Los tomos de los metales, se desprenden de sus electrones de valencia, quedndose como cationes, formando una red. Los electrones liberados no estn unidos a los ncleos, circulan por los huecos de la red y se deslocalizan entre los cationes evitando su repulsin y comportndose como si fueran partculas de gas (modelo del mar de electrones o gas de electrones). El enlace resulta de la atraccin entre los e- de valencia y los iones (+) que se forman.

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS METLICAS

- A temperatura ambiente son slidas (salvo el mercurio que es lquido) con una estructura interna cristalina, en la que los iones positivos ocupan posiciones determinadas en la red.

- Tienen puntos de fusin altos, aunque con muchas variaciones entre un metal y otro. - Son excelentes conductores del calor y de la electricidad, debido a que los electrones que forman la nube

electrnica se mueven fcilmente por todo el cristal. - Son dctiles y maleables: se pueden reducir a hilos o lminas sin que desaparezca la estructura de cationes y

nube electrnica. - Se pueden rayar y deformar por golpes: cuando se golpea una fila de cationes, sta se desplaza pero entre los

cationes sigue habiendo una nube de electrones, por lo que no aparecen repulsiones que rompan el cristal.

ENLACES EN LOS QUE PARTICIPAN MOLCULAS

Se denominan fuerzas intermoleculares, son las fuerzas que unen molculas distintas, responsables del estado fsico de las sustancias moleculares y del comportamiento de stas en relacin a si se pueden disolver o no en determinados disolventes. Son ms dbiles que las existentes entre tomos. Se clasifican en:

, cientfico holands que en 1881 propuso por primera vez la existencia de fuerzas intermoleculares: A) Fuerzas de Van der Waals

Enlace dipolo-dipolo: se establece entre molculas polares. Es mayor cuanto mayor sea la polaridad, es decir cuanto ms agrupados estn los electrones en un extremo de la molcula. Esto hace que las TFUSIN y TEBULLICIN de estas sustancias sean algo ms elevadas que las de las sustancias apolares. Como la separacin de cargas es parcial, la intensidad de estas interacciones es mucho menor que las existentes entre iones.

Interacciones dipolo-dipolo inducido: una molcula con momento dipolar permanente puede crear en otra que no lo tenga un desplazamiento de electrones y por ello inducir un dipolo originndose una atraccin elctrica entre la molcula inductora y la inducida.

Fuerzas de dispersin de London (entre dipolos instantneos): se dan entre molculas apolares, que no tienen separacin de cargas, pero una distribucin asimtrica temporal de la nube de carga, genera dipolos instantneos, no permanentes pero suficientes para la atraccin entre molculas. La fuerza de esta interaccin es muy dbil pero hace que a muy bajas T o a altas presiones, puedan condensarse gases como: N2, H2, He

B) Enlaces de hidrgeno:

En las TFUSIN y TEBULLICIN de los compuestos del H con los elementos de los grupos 14, 15, 16 y 17, se observa que stas aumentan conforme aumenta la masa de la molcula, pero esa tendencia se rompe en el caso del NH3, del H2O y del HF y sus puntos de fusin y ebullicin son mucho ms altos de lo que cabra esperar para interacciones dipolo-dipolo, lo que apunta a que entre sus molculas se tiene que formar un enlace mucho ms fuerte: enlace de hidrgeno.

Se da en molculas que tienen H unido a un tomo muy electronegativo y de pequeo tamao (N,O, F), puede unir molculas iguales o molculas de distintas sustancias y es mucho ms fuerte que las interacciones dipolo-dipolo. Es el responsable de que el agua se mantenga lquida entre 0C y 100C, lo que permite que la vida exista tal y como la conocemos y de comportamientos anmalos del agua (variacin de densidad con la T). En el hielo las molculas de agua forman una estructura cristalina en la que grupos de seis molculas estn unidas formando una estructura hexagonal.