ENLACE QUIMICOENLACE QUIMICO

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Los elementos se combinan de diferentes Los elementos se combinan de diferentes maneras para formar toda una variedad de maneras para formar toda una variedad de compuestos inorgánicos y orgánicos. Hay compuestos inorgánicos y orgánicos. Hay compuestos gaseosos, líquidos y sólidos, los compuestos gaseosos, líquidos y sólidos, los hay tóxicos e inocuos, otros son benéficos para hay tóxicos e inocuos, otros son benéficos para la salud. Las propiedades de cada compuesto la salud. Las propiedades de cada compuesto dependen del tipo de elementos químicos que lo dependen del tipo de elementos químicos que lo formen, el modo como se enlazan, la forma y formen, el modo como se enlazan, la forma y geometría de los agregados atómicos y como geometría de los agregados atómicos y como estos se intercambian entre sí.estos se intercambian entre sí.

Entre los investigadores Walther Kossel Entre los investigadores Walther Kossel (Alemán), Gilbert Newton Lewis e Irving (Alemán), Gilbert Newton Lewis e Irving Langimoir (EE.UU), estudian los compuestos Langimoir (EE.UU), estudian los compuestos ionicos y los dos últimos ionicos y covalentes ionicos y los dos últimos ionicos y covalentes demostrando que los átomos al formar enlaces demostrando que los átomos al formar enlaces químicos adquieren la estructura electrónica de químicos adquieren la estructura electrónica de un gas noble. (8 electrones en el nivel externo) lo un gas noble. (8 electrones en el nivel externo) lo que hoy se llama REGLA DE OCTETO.que hoy se llama REGLA DE OCTETO.

Se considera a KOSSEL padre del enlace Ionico.Se considera a KOSSEL padre del enlace Ionico.

Se considera a LEWIS padre del enlace Se considera a LEWIS padre del enlace Covalente.Covalente.

Ejemplo: un átomo de sodio (Na) Ejemplo: un átomo de sodio (Na) fácilmente puede perder un electrón para fácilmente puede perder un electrón para formar el catión sodio, que se representa formar el catión sodio, que se representa como Na+, un átomo de cloro puede ganar como Na+, un átomo de cloro puede ganar un electrón para formar el ion cloruro Cl -, un electrón para formar el ion cloruro Cl -, Se dice que el cloruro de sodio (NaCl), la Se dice que el cloruro de sodio (NaCl), la sal común de mesa es un compuesto sal común de mesa es un compuesto iónico porque está formado por cationes y iónico porque está formado por cationes y aniones. El Na+ es el catión y el Cl – es el aniones. El Na+ es el catión y el Cl – es el anión. anión.

La unidad fórmula constituida por átomos La unidad fórmula constituida por átomos metálicos y no metálicos ionizados (cationes y metálicos y no metálicos ionizados (cationes y aniones) se encuentran en la estructura interna aniones) se encuentran en la estructura interna de los compuestos iónicos, mientras que la de los compuestos iónicos, mientras que la unidad fórmula constituida por átomos no unidad fórmula constituida por átomos no metálicos neutros se llama molécula y se metálicos neutros se llama molécula y se encuentran en la estructura interna de las encuentran en la estructura interna de las sustancias covalentes.sustancias covalentes.

Los Cationes y Aniones se unen mediante Los Cationes y Aniones se unen mediante fuerza electrostática de atracción que se fuerza electrostática de atracción que se denomina denomina Enlace ionico ó Electrovalente.Enlace ionico ó Electrovalente.

ENLACE IONICO ó ELECTROVALENTEENLACE IONICO ó ELECTROVALENTE Los Átomos neutros en una molécula se Los Átomos neutros en una molécula se

unen mediante fuerza electromagnética unen mediante fuerza electromagnética (eléctrica y magnética) (eléctrica y magnética) ENLACE ENLACE COVALENTECOVALENTE..

Los Átomos metálicos se unen mediante Los Átomos metálicos se unen mediante interacción electrostática de cationes interacción electrostática de cationes metálicos y el “mar de electrones” metálicos y el “mar de electrones” ENLACE METALICOENLACE METALICO..

ENLACE QUÍMICOENLACE QUÍMICO

Es la fuerza que mantiene unido a los Es la fuerza que mantiene unido a los átomos (enlace interatómico) para formar átomos (enlace interatómico) para formar moléculas o formar sistemas cristalinos moléculas o formar sistemas cristalinos (iónicos, metálicos o covalentes) y (iónicos, metálicos o covalentes) y moléculas (enlace intermolecular), para moléculas (enlace intermolecular), para formar un estado condensado de la formar un estado condensado de la materia (sólido y líquido), dicha fuerza es materia (sólido y líquido), dicha fuerza es de naturaleza electromagnética (eléctrica de naturaleza electromagnética (eléctrica y magnética), predomina fuerza eléctrica.y magnética), predomina fuerza eléctrica.

PRINCIPIO FUNDAMENTALPRINCIPIO FUNDAMENTAL::Los átomos y moléculas forman enlace Los átomos y moléculas forman enlace

químico con la finalidad de adquirir un químico con la finalidad de adquirir un estado de menor energía, para tener estado de menor energía, para tener mayor estabilidad. En caso de los átomos, mayor estabilidad. En caso de los átomos, la estabilidad se reflejará en un cambio de la estabilidad se reflejará en un cambio de su configuración electrónica externa. su configuración electrónica externa.

La La ENERGÍA DE DISOCIACIÓN DE ENERGÍA DE DISOCIACIÓN DE ENLACEENLACE (separa a los átomos) es mayor (separa a los átomos) es mayor mientras más fuerte es el enlace (energía mientras más fuerte es el enlace (energía de enlace)de enlace)

Notación o Formula de LEWISNotación o Formula de LEWIS: :

Representación Convencional de los Representación Convencional de los Electrones de valencia, (electrones que Electrones de valencia, (electrones que intervienen en el ENLACE QUIMICO) intervienen en el ENLACE QUIMICO) mediante el uso ( . ) ómediante el uso ( . ) ó

( x ) que se coloca alrededor del elemento.( x ) que se coloca alrededor del elemento.

1H = 1s11H = 1s1 8O = 1s22s22p4 8O = 1s22s22p4 Los Gases Nobles poseen gran estabilidad.Los Gases Nobles poseen gran estabilidad.

REGLA DEL OCTETOREGLA DEL OCTETO

“ “Los átomos, al formar Enlace Químico y Los átomos, al formar Enlace Químico y lograr estabilidad, adquieren estructura lograr estabilidad, adquieren estructura electrónica de un gas noble. “existen electrónica de un gas noble. “existen excepciones”.excepciones”.

La estructura de Lewis de un elemento La estructura de Lewis de un elemento consiste en el símbolo del elemento, más consiste en el símbolo del elemento, más un punto por cada electrón de valencia. un punto por cada electrón de valencia. Por ejemplo, el oxigeno tiene la siguiente Por ejemplo, el oxigeno tiene la siguiente configuración electrónica configuración electrónica

su símbolo con electrones/punto mostrará, su símbolo con electrones/punto mostrará, por consiguiente, seis electrones de por consiguiente, seis electrones de valencia, correspondientes a aquellos valencia, correspondientes a aquellos ubicados en el nivel más externo (n =2).ubicados en el nivel más externo (n =2).

Clasificación de Enlace QuímicoClasificación de Enlace Químico::1)Enlace Interatómicos1)Enlace Interatómicos Enlace Iónico ó ElectrovalenteEnlace Iónico ó Electrovalente Enlace Covalente.Enlace Covalente. Enlace Metálico.Enlace Metálico.2)Enlace Intermolecular ó Fuerza de Van 2)Enlace Intermolecular ó Fuerza de Van

der Waals.der Waals. Enlace Dipolo Dipolo.Enlace Dipolo Dipolo. Enlace Puente de Hidrógeno.Enlace Puente de Hidrógeno. Enlace por Fuerza de London.Enlace por Fuerza de London.

ENLACE IONICOENLACE IONICO Sal común (ClNa), Cal viva (CaO), Sulfato de Sal común (ClNa), Cal viva (CaO), Sulfato de

sodio (Na2SO4), hidróxido de potasio (KOH).sodio (Na2SO4), hidróxido de potasio (KOH).-- El enlace iónico es una fuerza electrostática de El enlace iónico es una fuerza electrostática de

atracción entre un catión y un anión que se atracción entre un catión y un anión que se forman previa transferencia de electrones de forman previa transferencia de electrones de valencia.valencia.

-- Estos compuestos son sólidosEstos compuestos son sólidos-- Están formado por cationes (metal) y aniones Están formado por cationes (metal) y aniones

(no metal)(no metal)-- Los compuestos iónicos binarios: se forman Los compuestos iónicos binarios: se forman

entre un metal de baja electronegatividad (IA y entre un metal de baja electronegatividad (IA y IIA) y un no metal de alta electronegatividad IIA) y un no metal de alta electronegatividad (VIIA, O y N).(VIIA, O y N).

Características Generales:Características Generales:

-- Enlaces entre un elemento métalico y no Enlaces entre un elemento métalico y no metálicometálico

-- Casos de excepción: BeCl2, BeO, BeF2, BeBr2, Casos de excepción: BeCl2, BeO, BeF2, BeBr2, BeI2, y AlCl3, estos compuestos forman enlaces BeI2, y AlCl3, estos compuestos forman enlaces covalentes.covalentes.

-- NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4, etc., estos NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4, etc., estos compuestos son ionicos.compuestos son ionicos.

-- Los compuesto binario con una Los compuesto binario con una ENEN1.7 son 1.7 son iónico. Pero tiene sus excepciones como el LiH iónico. Pero tiene sus excepciones como el LiH ENEN1.1 (iónico)1.1 (iónico)

PROPIEDADES GENERALES DE LOS PROPIEDADES GENERALES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS:COMPUESTOS IÓNICOS:

-- A temperatura ambiente son sólidos de alta A temperatura ambiente son sólidos de alta dureza, malos conductores de la electricidad, dureza, malos conductores de la electricidad, solubles en solventes polares como el agua.solubles en solventes polares como el agua.

-- Son frágiles y quebradizos.Son frágiles y quebradizos.

-- Fundidos (en estado líquido) o disuelto en agua Fundidos (en estado líquido) o disuelto en agua (solución acuosa) son buenos conductores (solución acuosa) son buenos conductores eléctricos, a esta disociación en IONES se eléctricos, a esta disociación en IONES se llaman ELECTROLITOS.llaman ELECTROLITOS.

-- Son sólidos cristalinos.Son sólidos cristalinos.

Analicemos la reacción entre el sodio (metal del Analicemos la reacción entre el sodio (metal del grupo IA) con el cloro (no metal del grupo VIIA). grupo IA) con el cloro (no metal del grupo VIIA). El sodio es un metal blando, plateado (p.f. 98 El sodio es un metal blando, plateado (p.f. 98 ºC) y el cloro es un gas corrosivo amarillo ºC) y el cloro es un gas corrosivo amarillo verdoso a la temperatura ambiente. Ambos verdoso a la temperatura ambiente. Ambos reaccionan con el agua, el sodio lo hace reaccionan con el agua, el sodio lo hace violentamente, por el contrario, el compuesto violentamente, por el contrario, el compuesto que generan, el cloruro de sodio es un sólido que generan, el cloruro de sodio es un sólido blanco (p.f. 801 ºC) soluble en agua con poca blanco (p.f. 801 ºC) soluble en agua con poca absorción de calor. Su formación se representa absorción de calor. Su formación se representa por:por:

Para continuar con esta reacción con más Para continuar con esta reacción con más detalles, debemos observar las detalles, debemos observar las configuraciones electrónicas de las especies configuraciones electrónicas de las especies que participan. Por comodidad, consideremos que participan. Por comodidad, consideremos átomos de cloro en vez de moléculas.átomos de cloro en vez de moléculas.

En la reacción indicada, los átomos de sodio pierden un En la reacción indicada, los átomos de sodio pierden un electrón y forman iones sodio, Na+, que contienen cada electrón y forman iones sodio, Na+, que contienen cada uno 10 electrones, es decir, el mismo número que el gas uno 10 electrones, es decir, el mismo número que el gas raro precedente, neón. Por ello se dice que los iones raro precedente, neón. Por ello se dice que los iones sodio tienen la estructura electrónica del neón. Por el sodio tienen la estructura electrónica del neón. Por el contrario, los átomos de cloro ganan cada uno un contrario, los átomos de cloro ganan cada uno un electrón formando iones cloruro, Cl-, que contienen 18 electrón formando iones cloruro, Cl-, que contienen 18 electrones, el mismo número que el argón, gas raro electrones, el mismo número que el argón, gas raro siguiente. Pueden hacerse observaciones similares para siguiente. Pueden hacerse observaciones similares para todas las reacciones entre metales y no metales todas las reacciones entre metales y no metales representativos. El ión sodio, Na+, es representativos. El ión sodio, Na+, es ISOELECTRÓNICO del neón; es decir, ambos tienen el ISOELECTRÓNICO del neón; es decir, ambos tienen el mismo número de electrones, 10. El ión cloruro, Cl-, es mismo número de electrones, 10. El ión cloruro, Cl-, es ISOELECTRÓNICO del argón (18 e-). Debido a que en ISOELECTRÓNICO del argón (18 e-). Debido a que en este tipo de enlace se forman iones de cargas opuestas, este tipo de enlace se forman iones de cargas opuestas, la fuerza de unión es esencialmente de tipo coulombiana la fuerza de unión es esencialmente de tipo coulombiana por lo que estos compuestos son sólidos de alto punto por lo que estos compuestos son sólidos de alto punto de fusión.de fusión.

ENLACE COVALENTESENLACE COVALENTES Agua, metano, azúcar.Agua, metano, azúcar.-- El Enlace Covalente es la fuerza El Enlace Covalente es la fuerza

electromagnética, principalmente eléctrica, que electromagnética, principalmente eléctrica, que surge cuando los electrones compartidos son surge cuando los electrones compartidos son atraídos por los núcleos de los átomos atraídos por los núcleos de los átomos enlazados. Esta fuerza es más intensa.enlazados. Esta fuerza es más intensa.

-- Los compuestos covalentes pueden ser líquidos, Los compuestos covalentes pueden ser líquidos, gaseosos o sólidos a temperatura ambiente.gaseosos o sólidos a temperatura ambiente.

-- Poseen moléculas.Poseen moléculas.-- Los átomos covalentes unen los átomos no Los átomos covalentes unen los átomos no

metálicos para formar moléculas.metálicos para formar moléculas.

TIPOS DE ENLACES COVALENTESTIPOS DE ENLACES COVALENTES

Según el número de electrones aportados:Según el número de electrones aportados:

-- Covalente NormalCovalente Normal: cada átomo aporta un : cada átomo aporta un electrón para formar el par electrónico electrón para formar el par electrónico enlazante, por lo tanto se efectúa en enlazante, por lo tanto se efectúa en orbitales desapareados.orbitales desapareados.

-- Covalente Coordinado o DativoCovalente Coordinado o Dativo: : consiste en que el “par electrónico consiste en que el “par electrónico enlazante” es aportado por un solo átomo.enlazante” es aportado por un solo átomo.

Según el número de pares electrónicos Según el número de pares electrónicos enlazantes:enlazantes:

-- Enlace SimpleEnlace Simple: Consiste en un par : Consiste en un par electrónico enlazante entre dos átomos. electrónico enlazante entre dos átomos.

-- Enlace MúltipleEnlace Múltiple: Consiste en dos o más : Consiste en dos o más pares electrónicos enlazantes entre dos pares electrónicos enlazantes entre dos átomos.átomos.

Según el tipo de Orbital Molecular Según el tipo de Orbital Molecular Enlazante:Enlazante:

Son de dos tipos: SIGMA (Son de dos tipos: SIGMA (), Pi(), Pi())

POLARIDAD Y APOLARIDAD DE ENLACEPOLARIDAD Y APOLARIDAD DE ENLACE

a)a)Enlace Covalente PolarEnlace Covalente Polar: Es aquel que surge : Es aquel que surge entre los átomos de elementos diferentes, entre los átomos de elementos diferentes, donde la compartición del par electrónico donde la compartición del par electrónico enlazante no es equitativo (es desigual), por la enlazante no es equitativo (es desigual), por la diferencia de electronegatividad. 0 < diferencia de electronegatividad. 0 < EN < 1,7. EN < 1,7. Excepción: HF, BFExcepción: HF, BF

b)b)Enlace Covalente ApolarEnlace Covalente Apolar: Compartición : Compartición equitativa (igual) de los electrones enlazantes equitativa (igual) de los electrones enlazantes entre dos átomos. Atomos iguales, entre dos átomos. Atomos iguales, EN = 0EN = 0

Si analizamos el átomo de Cl (Z = 17) tenemos Si analizamos el átomo de Cl (Z = 17) tenemos que este necesita ganar o compartir 1 e- con que este necesita ganar o compartir 1 e- con otro elemento para disponer de 8e- en su capa otro elemento para disponer de 8e- en su capa más externa:más externa:

de este modo la molécula de cloro es diatómica y está unida por 1 par de electrones lo que se denota con una línea simple Cl-Cl.

Analizando el caso del O (Z = 8) tenemos que Analizando el caso del O (Z = 8) tenemos que este necesita ganar o compartir 2 electrones:este necesita ganar o compartir 2 electrones:

de este modo la molécula de oxígeno está de este modo la molécula de oxígeno está formada por dos átomos de oxígeno, cada una formada por dos átomos de oxígeno, cada una con 8e- , unidos por 2 pares de electrones lo que con 8e- , unidos por 2 pares de electrones lo que se denota con dos líneas entre los átomos, O=O.se denota con dos líneas entre los átomos, O=O.

Finalmente analizaremos el caso del N (Z = 7) el Finalmente analizaremos el caso del N (Z = 7) el que necesita ganar o compartir 3 electrones que necesita ganar o compartir 3 electrones para lograr tener 8 e- en su capa más externa para lograr tener 8 e- en su capa más externa en cada átomo:en cada átomo:

Así, la molécula de nitrógeno esta unida por tres Así, la molécula de nitrógeno esta unida por tres pares de electrones lo que se denota con tres pares de electrones lo que se denota con tres líneas entre los átomos, líneas entre los átomos,