Lic. Raúl Hernández M.Enlace Químico
Contenidos
Concepto y clasificación1
Regla del octeto2
Enlace iónico3
Enlace Covalente4
Químicawww.raulher.wordpress.com 2
Químicawww.raulher.wordpress.com
Químicawww.raulher.wordpress.com
Enlaces y Moléculas
1Cuando los átomos entran en interacción mutua, de modo que se completan sus niveles energéticos exteriores, se forman partículas nuevas más grandes.
2Estas partículas constituidas por dos o más átomos se conocen como moléculas y las fuerzas que las mantienen unidas se conocen como enlaces.
Químicawww.raulher.wordpress.com 5
Tipos de Enlace
Hay dos tipos principales de enlaces: iónico y covalente.
Los enlaces iónicos se forman por la atracción mutua de partículas de carga eléctrica opuesta; esas partículas, formadas cuando un electrón salta de un átomo a otro, se conocen como iones
Para muchos átomos, la manera más simple de completar el nivel energético exterior consiste en ganar o bien perder uno o dos electrones.
Químicawww.raulher.wordpress.com 6
Formación de un Cristal
Químicawww.raulher.wordpress.com 7
Covalente
comparte e-
Covalente polar
transferencia parcial de e-
Iónico
transferencia e-
Aumento en la diferencia de electronegatividad
0 ─── ≤ 0.4 ─── < 1.7 ── > Iónico Cov. No-polar Cov. polar
Clasificación de enlaces
Químicawww.raulher.wordpress.com 8
Enlace Iónico
Químicawww.raulher.wordpress.com
EnlaceIónico
Un enlace iónico es la fuerza de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta.
Ioneslibres
Estos enlaces pueden ser bastante fuertes pero muchas sustancias iónicas se separan fácilmente en agua, produciendo iones libres.
9
El sodio le transfiere un electrón al cloro por lo que éste queda con carga negativa.
www.raulher.wordpress.com Química10
Iones
Los metales pierden sus electrones de valencia para formar cationes:
Esta perdida de electrones se llama oxidación.
Na . Na+ + e- sodioMg: Mg2+ + 2 e- magnesio
: Al . Al 3+ + 3 e- aluminio
www.raulher.wordpress.com Química11
Formación de Aniones
Los no metales ganan electrones y adquieren la configuración de gas noble:
Este proceso se llama reducción.
: Cl . + e- : Cl : -
: O : + 2e- : O : 2- oxido
:N . + 3e- : N : 3- nitruro
. ::
. ::
..
::
::
www.raulher.wordpress.com Química12
Ejemplo de enlace iónico
www.raulher.wordpress.com Química13
Importancia de los iones
Muchos iones constituyen un porcentaje ínfimo del peso vivo, pero desempeñan papeles centrales.
El ion potasio (K+) es el principal ion con carga positiva en la mayoría de los organismos, y en su presencia puede ocurrir la mayoría de los procesos biológicos esenciales.
Cl– (anión)
K+ (catión)
Químicawww.raulher.wordpress.com 14
Impulso Nervioso
Los iones calcio (Ca2+), potasio (K+) y sodio (Na+) están implicados todos en la producción y propagación del impulso nervioso.
Químicawww.raulher.wordpress.com
Na+
K+
Impulso nervioso
15
En el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa.
Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial (unos -70 milivoltios) entre el exterior de la membrana y el interior celular.
Químicawww.raulher.wordpress.com 16
Bomba de sodio/potasio
Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na+/K+)
Químicawww.raulher.wordpress.com 17
La bomba de Na+/K+ gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio.
Gasto de ATP
Químicawww.raulher.wordpress.com 18
Función del calcio
Además, el Ca2+ es necesario para la contracción de los músculos y para el mantenimiento de un latido cardíaco normal.
Químicawww.raulher.wordpress.com
19
Molécula de clorofila
El ion magnesio (Mg+2) forma parte de la molécula de clorofila, la cual atrapa la energía radiante del Sol en algunas algas y en las plantas verdes.
Químicawww.raulher.wordpress.com
20
Enlace Covalente
Los enlaces covalentes están formados por pares de electrones compartidos.
Un átomo puede completar su nivel de energía exterior compartiendo electrones con otro átomo.
En los enlaces covalentes, el par de electrones compartidos forma un orbital nuevo (llamado orbital molecular) que envuelve a los núcleos de ambos átomos.
Químicawww.raulher.wordpress.com
21
Químicawww.raulher.wordpress.com
22
En un enlace de este tipo, cada electrón pasa parte de su tiempo alrededor de un
núcleo y el resto alrededor del otro.
Así, al compartir los electrones, ambos completan su nivel de energía exterior y
neutralizan la carga nuclear.
Regla del octeto
Esta regla es muy útil en casos que involucran átomos como C, N, O, y
F.
F: F: :....
..
..
A principios del siglo XX, el científico Lewis, observando la poca reactividad de los gases nobles (estructura de 8 electrones en su último nivel), sugirió que los átomos al enlazarse “tienden” a adquirir una distribución de electrones de valencia igual a la
del gas noble más próximo
A principios del siglo XX, el científico Lewis, observando la poca reactividad de los gases nobles (estructura de 8 electrones en su último nivel), sugirió que los átomos al enlazarse “tienden” a adquirir una distribución de electrones de valencia igual a la
del gas noble más próximo
Químicawww.raulher.wordpress.com
23
ejemplo
C ....
F:....
.
Al combinar un carbono (4 electrones de valencia) y
cuatro átomos de fluor (7 electrones de valencia)
Al combinar un carbono (4 electrones de valencia) y
cuatro átomos de fluor (7 electrones de valencia)
la estructura de Lewis para CF4 queda así:la estructura de Lewis para CF4 queda así:
: F:....C
: F:....
: F:....: F:
..
..
Se cumple la regla del octeto para el carbono y fluor.Se cumple la regla del octeto para el carbono y fluor.
Químicawww.raulher.wordpress.com
24
ejemplo
Es una práctica común representar un enlace
covalente por una linea. Así, se puede escribir:
Es una práctica común representar un enlace
covalente por una linea. Así, se puede escribir:
: F :..
..C
: F :..
..
: F :..
..: F :..
..
..
CF
F
F
F
..
..
..
..: :
: :
: :
..
comocomo
Químicawww.raulher.wordpress.com
25
Ejemplos inorgánicos
C: : :O..
:O..
: : C :O..
O..
:
: : :N:C:H :NCH
Dióxido de carbonoDióxido de carbono
Cianuro de hidrógenoCianuro de hidrógeno
Químicawww.raulher.wordpress.com
26
Ejemplos orgánicos
EtilenoEtileno
AcetilenoAcetileno: : :C:C:H H CCH H
C: :C..
H : :..
H
HH
C C
H H
HH
Químicawww.raulher.wordpress.com
27
Electronegatividad
La electronegatividad es una medida de la
habilidad de un elemento de atraer electrones
cuando esta enlazado a otro elemento.
La electronegatividad es una medida de la
habilidad de un elemento de atraer electrones
cuando esta enlazado a otro elemento.
Un elemento electronegativo atrae electrones.
Un elemento electropositivo libera electrones.
Químicawww.raulher.wordpress.com
28
Escala de electronegatividad
1.0
Na
0.9
Li Be B C N O F
1.5
Mg
1.2
2.0
Al
1.5
2.5
Si
1.8
3.0
P
2.1
3.5
S
2.5
4.0
Cl
3.0
La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica.
La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica.
La electronegatividad disminuye al bajar en un grupo.
La electronegatividad disminuye al bajar en un grupo.
Químicawww.raulher.wordpress.com
29
Generalización
Entre más grande sea la diferencia de Electronegatividad entre dos átomos
enlazados;más polar es el enlace.
Enlaces no-polares conectan dos
átomos de la misma electronegatividad
Enlaces no-polares conectan dos
átomos de la misma electronegatividad
H—H :N N:F:....F:
..
..
Químicawww.raulher.wordpress.com
30
Generalización
Entre más grande la diferencia en electronegatividadentre dos átomos; más polar es el enlace.
Los enlaces polares conectan átomos
de diferente electronegatividad
Los enlaces polares conectan átomos
de diferente electronegatividad
:O C+d-dF:
..
..H+d -d
O....H
+d -d
H+d O:.. ..-d
Químicawww.raulher.wordpress.com
31
NaCl
Na Cl
: :
··
··
Determinación del % de Carácter iónico
Electronegatividad Cl 3.0
Electronegatividad Na 0.9
Diferencia 2.1
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 67%
Porcentaje de carácter iónico
Químicawww.raulher.wordpress.com
32
Determinación del % de Carácter iónico
Electronegatividad F 4.0
Electronegatividad Mg 1.2
Diferencia 2.8
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 86%
22( )Mg F : :
··
··
MgF2
Químicawww.raulher.wordpress.com
33
Determinación del % de Carácter covalente
Electronegatividad Cl 3.5
Electronegatividad H 2.1
Diferencia 1.4
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 39
Carácter covalente = 100 – 39% = 61%
H Cl
H Clx
Enlace covalente polar
Porcentaje de carácter covalente
Químicawww.raulher.wordpress.com
34
Determinación del % de Carácter covalente
Electronegatividad H 2.1
Electronegatividad H 2.1
Diferencia 0
% de carácter iónico
Según la tabla periódica 0
Carácter covalente = 100 – 0% = 100%
Enlace covalente puro o no polar
H Hx
H H
Químicawww.raulher.wordpress.com
35
Enlace covalente dativo
Químicawww.raulher.wordpress.com 36
Estructuras de Lewis
En 1916 G. N. Lewis propuso que los átomosse combinan para generar una configuración
electrónica más estable.La máxima estabilidad resulta cuando un
átomoes isoelectrónico con un gas noble.
Un par electrónico que es compartido entre
dos átomos constituye un enlace covalente.
Químicawww.raulher.wordpress.com
37
Químicawww.raulher.wordpress.com
COMPUESTOS IÓNICOS1. Son sólidos con punto de fusión
altos (por lo general, > 400ºC)2. Muchos son solubles en
disolventes polares, como el agua..
3. La mayoría es insoluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14.
4. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones)
5. Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones).
COMPUESTOS COVALENTES1. Son gases, líquidos o sólidos
con punto de fusión bajos (por lo general, < 300ºC)
2. Muchos de ellos son insolubles en disolventes polares.
3. La mayoría es soluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14.
4. Los compuestos líquidos o fundidos no conducen la electricidad.
5. Las soluciones acuosas suelen ser malas conductoras de la electricidad porque no contienen partículas con carga.
38
Contenidos
Estructuras de Lewis1
Excepciones a regla del octeto2
Fuerzas dipolo-dipolo3
Fuerzas de dispersion4
Químicawww.raulher.wordpress.com 39
Puente de hidrógeno5
N H
H
HN H
H
H x x
x
Amoníaco
Químicawww.raulher.wordpress.com
40
Químicawww.raulher.wordpress.com
41
C OOC OO xx
xx
Enlace covalente doble
Enlace covalente doble
Dióxido de Carbono
Químicawww.raulher.wordpress.com
42
Químicawww.raulher.wordpress.com
43
N NN Nxxxxx
Enlace covalente triple
Enlace covalente triple
Nitrógeno
Químicawww.raulher.wordpress.com
44
COH OH
O
COH OH
O
x x
x x
xx
xx
x x
x x
x x
x x
Ácido Carbónico
Químicawww.raulher.wordpress.com
45
CO-
O-
O
COH O-
O
COH O-
O
Na+
x CO-
O-
O
x Na+
Na+
x
Bicarbonato y Carbonato
Químicawww.raulher.wordpress.com
46
S
O-
O-
OH OH+2
S
O-
O-
OH OH+2
x x
x x
xx
xx
xx
xx
x x
Ácido Sulfúrico
Químicawww.raulher.wordpress.com
47
Excepciones a Regla del Octeto
Text
número par de e-
Molécula con menos de
8e-
molécula conmás de 8e-
Regla del Octeto
Excepciones a la
Químicawww.raulher.wordpress.com
48
Número Impar de Electrones
En la mayor parte de las moléculas, el número de electrones es par y es posible el apareamiento de los spines de los electrones.
No obstante, algunas moléculas como NO contiene 5 + 6 electrones de valencia: es imposible el apareamiento completo de estos electrones y no se puede tener un octeto alrededor de cada uno de los átomos.
Químicawww.raulher.wordpress.com
49
B FF
F
Menos de ocho electrones
Una segunda excepción se presenta cuando hay menos de ocho electrones alrededor de un átomo de una molécula o de un ion.
Esta es una situación relativamente rara y se encuentra con mayor frecuencia en compuestos de boro y berilio.
Químicawww.raulher.wordpress.com
50
Químicawww.raulher.wordpress.com
51
La tercera y más grande clase de excepciones consiste en las moléculas en que hay más de ocho electrones en la capa de valencia de un átomo. Como ejemplo, consideremos el PCl5
PCl
ClCl
ClCl
Químicawww.raulher.wordpress.com
52
Fuerzas intermoleculares
Químicawww.raulher.wordpress.com
Fue
rzas
in
term
olec
ular
es Las fuerzas intermoleculares son fuerzas electromagnéticas las cuales actúan entre moléculas o entre regiones ampliamente distantes de una macromolécula.
53
Company Logowww.themegallery.com
Clasificación
Fuerzas IntermolecularesFuerzas Intermoleculares
Fuerzas electromagnéticas
Dipolo-dipolo
Dispersión P.hidrógeno
54
Dipolo-Dipolo
Son las fuerzas que ocurren entre dos moléculas con dipolos permanentes.
Estas funcionan de forma similar a las interacciones iónicas, pero son más débiles debido a que poseen solamente cargas parciales. Un ejemplo de esto puede ser visto en el ácido clorhídrico:
Químicawww.raulher.wordpress.com
(+)(-) (+)(-) H-Cl----H-Cl (-)(+)
(-)(+) Cl-H----Cl-H
55
Fuerzas de Dispersión o London
Son pequeñas y transitorias fuerzas de atracción entre moléculas no polares.
Son más intensas en las moléculas no polares más grandes que en las pequeñas.
Son de mayor magnitud en el Br2, que en el I2, que en el F2.
Químicawww.raulher.wordpress.com 56
Puente de hidrógeno
Es un tipo de atracción dipolar particularmente fuerte, en el cual un átomo de hidrógeno hace de puente entre dos átomos electronegativos, sujetando a uno con un enlace covalente y al otro con fuerzas puramente electrostáticas.
Químicawww.raulher.wordpress.com
57
Químicawww.raulher.wordpress.com
58
Químicawww.raulher.wordpress.com
59
Lic. Raúl Hernández M.
www.raulherqg.wordpress.com