Enlace Covalente El enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares electrones. El enlace covalente ocurre cuando los átomos de los elementos presentan una diferencia electronegatividades cercana a cero o es relativamente muy pequeña. Los átomos de los elementos siempre tendrán los niveles de energía base o de menor energía la cual conservaran aun en sus enlaces con otros átomos y siempre tendrán una reactividad y la tendencia de anular esta reactividad a un estado estable al completar la configuración de el gas noble más cercano en el caso de de un enlace al formar iones hacia adelante en el mismo periodo y hacia atrás en el periodo anterior, y en el caso de compartir electrones completando los 8 electrones de los orbitales s y p (Solo en el caso del primer periodo solo se completara s2 pues el helio tiene esta configuración). Formulas o Estructuras de Lewis. En los elementos representativos implica simbolizar el nucleído del elemento implicando los orbitales s y p ocupados más externos ó sea los electrones de valencia. Colocándolos alrededor del nucleído en forma de puntos esta disposición nos dará la facilidad de conocer los electrones apareados y no apareados, y las posibles combinaciones en enlace covalente que pueda presentar Ley del OCTETE. Esta Ley es valida para los elementos de los grupos o familias representativas (metales y no metales) Todos y cada uno de los átomos que se combinan para formar una molécula deben alcanzar la configuración isoelectrónica del gas noble más cercano. En otras palabras el Hidrogeno solo puede alcanzar la configuración del Helio en 1S2 (ó sea 2 electrones en el primer nivel) mientras los demás elementos alcanzaran la configuración nS2 nP6 (o sea 8 electrones en su capa más externa). Esto lo lograran al compartir electrones con los átomos del mismo u otro elemento. Se determina calculando (C) el número total de electrones compartidos en la molécula o ion poliatómico, de manera que cada uno de los átomos de los elementos en la formula química tengan la configuración de gas noble (8 electrones), y en el caso de H (2 electrones) de la siguiente manera:

C = N - D N es el número total de los electrones cuando cada uno de los átomos de los elementos en la formula alcance la configuración de gas noble (8 todos los elementos solo el H 2) y se calcula N = (número de átomos del elemento uno)(8) + (número de átomos del elemento dos)(8) + …………… +(número de átomos del elemento n)(8) + (número de átomos de Hidrogeno)(2) D es el número total de la suma de los electrones disponible en la capa más externa (capa de valencia) de cada uno de los átomos de los elementos de la formula. Se calcula: D = (número de átomos del elemento uno)(número de grupo o familia del elemento uno) + (número de átomos del elemento dos)(número de grupo o familia del elemento dos) +…. + (número de átomos del elemento n)(número de grupo o familia del elemento n). Para iones poliatómicos o monoatómicos al valor de D habrá que: Sumar o aumentar el número de la carga del ion si este es negativo (Ej.: (SO4)-2 se suman 2 a D) y Restar o disminuir el número de la carga del ión si este es positivo (Ej.: (NH4)+1 se restan 1 a D).

REGLAS DEL OCTETE Paso

Ej. H2SO4

1.- Elegir un esqueleto:

Los elementos son: H H S O O O O

a).- el elemento menos electronegativo es el átomo central (es el que más electrones necesita). el Hidrogeno no es átomo central solo se puede enlazar a un átomo de otro elemento, pues solo cuenta con un electrón

El oxigeno es más EN que el azufre O H O S O H O

b).- Los átomos de oxigeno no se enlazan entre si excepto en los peróxidos (O-1) y superóxidos (O2

-1)

Ej. En Na2O2 .. .. .. .. Na. .O. .O. .Na => Na:O:O:Na .. .. .. ..

c).- En los ácidos ternarios el H se enlaza con Oxigeno y no al átomo central

O H O S O H O

d).- Cuando se tiene más de un átomo central el esqueleto se hace lo mas simétrico

Ej. C2H6 H H H C C H H H

2.- Calcular N Para H2SO4 Azufre Oxigeno Hidrogeno

N=(1 átomo)(8) + (4 átomos)(8) + (2 átomos )(2) N= 8 + 32 + 4 = 44

3.- Calcular D

Azufre Oxigeno Hidrogeno D= (1 átomo)(6) + (4 átomos)(6) + (2 átomos)(1) D= 6 + 24 + 2 = 32

4.- Calcular C C= N – D = 44 – 32 = 12 Son en total 12 electrones compartidos y si recordamos cada enlace es de dos electrones entonces tenemos 6 pares de electrones o sea 6 enlaces

5.- Colocar los electrones de C como pares compartidos en el esqueleto y luego sustituir cada en lace por un guión

O 1 2 ..3 4 5 H : O : S : O : H ..6 cada par de e- se numeró del 1 al 6 O O l H - O - S – O – H l O

6.- Colocar los electrones no compartidos adicionales hasta completar los electrones existentes. Recordar que el H solo tiene Dos y todos los demás tendrán 8

.. :O: .. .. .. H : O : S : O : H .. .. ..

:O: ..

Para establecer inequívocamente la estructura de enlace correcta es necesario calcular la carga formal (CF) de cada uno de los átomos de la molécula. Reglas de la carga formal (CF) 1.- La carga formal (CF) es la carga de un átomo en una molécula o ión poliatómico. Para lo que se cuentan los electrones enlazantes compartidos entre átomos y suponemos que están igualmente compartidos. La formula energética mas favorable para una molécula es en la cual la carga formal (CF) sobre cada átomo sea cero o lo más cercano a cero. a):- la CF en una molécula es la suma de las CFs de todos los átomos que la forman y esta debe ser cero o lo más cercano a cero. b).- La CF de un ión poliatómico es la suma de las CFs de todos los átomos que lo forman y esta debe igual a la carga del ión. c).- La CF se representa como (+) ó (-) para no confundirlo con la carga del ión. 2.- la CF se calcula sobre un solo átomo en la formula de Lewis: CF = (número de grupo periódico del elemento) – ((número de enlaces) + (número de electrones No compartidos)) 3.- En una formula de Lewis un átomo que tiene el mismo número de enlaces que su número de grupo periódico tiene CF igual a cero. a).- La formula más probable para una molécula o ión es habitualmente CF = 0 ó lo más próximo a cero b).- La CF negativas es probable vayan en los elementos mas electronegativos. c).- Las formulas de Lewis en que los átomos adyacentes tiene CF del mismo signo No son representaciones exactas (regla de las cargas adyacentes) Existen enlaces covalentes entre átomos iguales unidos a un átomo central en los cuales es difícil determinar cual puede tener un doble enlace y cual un enlace sencillo Ej. CO3 O O O ll l l O – C - O O = C – O O – C = O Entonces el efecto de esta estructura se dice que esta en resonancia y para aclarar esto en la doble ligadura se pone una flecha en vez de uno de los guiones. Pero en la práctica estos enlaces que presentan el efecto de resonancia sufren un acortamiento del enlace lo que hace que estos enlaces no sean de las dimensiones normales sino más cortos y por lo tanto no se pueden fijar sobre uno de los átomos y es cuando se presenta otro efecto que es el de deslocalización y se representa uno de los guiones de los enlaces en el doble enlace con una línea punteada y el tamaño de los enlaces es más cortos.

Limitaciones a las reglas del Octeto Limitación

Pasos a modificar de la regla del octete

1.- La mayoría de los compuestos covalente de Berilio (Be) tiene solo 2 electrones en su ultima capa y por lo tanto solo pueden tener solo 2 enlaces:

En el paso 2 del cálculo de N para el Be no llega al octeto sino solo a 4 electrones, entonces usar 4. En los pasos 5 y 6 usar solo dos pares de electrones

2.- La mayoría de los compuestos del grupo IIIA en especial el Boro (B) tiene 3 electrones y por lo tanto solo puede tener tres enlaces

En el paso 2 del cálculo de N para el B no llega al octeto sino solo a 6 electrones, entonces usar 4. En los pasos 5 y 6 usar solo tres pares de electrones

3.- En compuestos o iones que tiene un número impar de electrones como es el caso de Nitrógeno (N). . .. EJ: NO :N. .O. en suma tienen 11 e- . .. .. . .. EJ: NO2 .O. :N. .O. en suma tienen 17 e- .. . ..

Comúnmente se Dimerizan, es decir se unen entre dos moléculas similares y forman una sola: NO N2O2 NO2 N2O4

4.- En los compuestos o iones en los que el elemento central necesita mas de 8 electrones en la capa de valencia. Son enlaces de un átomo central con otros átomos de elementos pero al unirse sobrepasa los 8 electrones máximos de la capa de valencia para el átomo central, la explicación es que también utiliza los electrones en las capas internas o sea en orbitales “d” o “f”

Para mantener los electrones disponibles (D) entonces se añaden reglas extras en los pasos 4 y 6. En el paso 4 al calcular C si este es menor que los electrones para enlazar todos los átomos al átomo central, se debe aumentar C hasta ese número necesario. En el paso 6 deben colocarse los electrones en los elementos centrales de acuerdo a C no importa que sea el numero mayor a 8 y luego completar los electrones no compartidos de acuerdo a D