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*Enlace qumicoTodos los elementos qumicos presentan una caracterstica muy especial llamada capa de valencia.

La capa de valencia es el nivel u rbita electrnica ms alejada del ncleo atmico.

Los electrones que se encuentran en la capa de valencia se denominan electrones de valencia y son los que forman los enlaces qumicos

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*Enlace qumicoPor ejemplo, el tomo del elemento germanio (Z=32) y el tomo del elemento silicio (Z=14) tienen cuatro electrones de valencia (resaltados en la siguiente figura):

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*Enlace qumicoA travs de la configuracin electrnica, es posible determinar cuntos electrones de valencia posee cada elemento.

Ejemplo 1: Cuntos electrones de valencia tiene el oxgeno?

Paso 1: Construir la configuracin electrnica del oxgeno (Z=8): 1s2 2s2 2p4

Paso 2: Observar cul es la capa de valencia (el nivel con valor ms alto):

1s2 2s2 2p4

En el caso del oxgeno el nivel con valor ms alto es 2, entonces la capa de valencia es el nivel n = 2

Paso 3: Contar cuntos electrones tiene el nivel con valor ms alto

2s2 2p4 2 + 4 = 6

Entonces el oxgeno tiene seis electrones de valencia

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*Enlace qumicoEjemplo 2: Cuntos electrones de valencia tiene el magnesio?

Configuracin electrnica del magnesio (Z=12): 1s2 2s2 2p6 3s2

El nivel con valor ms alto es el 3 (n = 3)

1s2 2s2 2p6 3s2

En el nivel 3 hay dos electrones

3s2

Entonces el magnesio tiene dos electrones de valencia

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*Enlace qumicoLos electrones de valencia permiten explicar los enlaces qumicos.

Un enlace qumico se forma cuando dos electrones de valencia de dos tomos se aparean

Por ejemplo, la molcula de hidrgeno H2 (HH) se forma, cuando el electrn de valencia de un tomo de hidrgeno se aparea con el electrn de valencia de otro tomo de hidrgeno:www.12ciencias.tkwww.12ciencias.tk

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*Enlace qumicoEjemplo: Explicar los enlaces qumicos del dixido de carbono CO2.

En el dixido de carbono hay tres tomos y dos enlaces qumicos dobles: O=C=O

La configuracin electrnica del carbono es:1s2 2s2 2p2 (tiene cuatro electrones de valencia)La configuracin electrnica del oxgeno es:1s2 2s2 2p4 (tiene seis electrones de valencia).

El carbono ocupa sus cuatro electrones de valencia para formar los dos enlaces dobles. Ocupa un par de electrones para un enlace doble con uno de los oxgenos y otro par para el otro enlace doble con el oxgeno

A su vez cada oxgeno ocupa un par de electrones para formar el enlace doble con el carbono, por lo que quedan cuatro electrones libres en cada oxgeno:

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*Enlace qumicoLos elementos qumicos tienen un parmetro llamado electronegatividad; este concepto fue introducido por Linus Pauling (1901-1994)

La electronegatividad es la capacidad de un tomo de atraer electrones en un enlace qumico

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*Enlace qumicoLa molcula de cloruro de sodio, est compuesta de un tomo de sodio y uno de cloro: NaCl

El sodio tiene un electrn de valencia: 1s2 2s2 2p6 3s1El cloro tiene siete electrones de valencia: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

De la tabla anterior extraemos los valores de electronegatividad del sodio y del cloro:

Na: 0.93Cl: 3.16

Es evidente que el cloro tiene una mayor electronegatividad, esto quiere decir, que cuando se forma la molcula de cloruro de sodio, el cloro atrae al electrn de valencia del sodio.

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*Enlace qumicoEs decir, el electrn del sodio prefiere irse con el cloro, debido a que el cloro tiene una mayor electronegatividad

Cuando se forma el enlace entre el sodio y el cloro el electrn de valencia del sodio se aparea con uno de los siete electrones de valencia del cloro, pero el par de electrones que forman el enlace qumico est ms cerca del cloro que del sodio.www.12ciencias.tkwww.12ciencias.tk

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*Enlace qumicoEjemplo: Determinar qu elemento atrae al par de electrones del enlace qumico en las siguientes molculas binarias:

HF (fluoruro de hidrgeno o cido fluorhdrico)Electronegatividad del hidrgeno = 2.20Electronegatividad del flor = 3.90El flor tiene un valor ms alto de electronegatividad, por lo tanto el flor atrae a los electrones del enlace qumico

LiH (hidruro de litio)Electronegatividad del litio = 0.98Electronegatividad del hidrgeno = 2.20El hidrgeno tiene un valor ms alto de electronegatividad, por lo tanto el hidrgeno atrae a los electrones del enlace qumicoObserve que el elemento con mayor electronegatividad se escribe al final de la molcula

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*Enlace qumicoEjemplo:

CaO (xido de calcio)Electronegatividad del calcio = 1.00Electronegatividad del oxgeno = 3.44

El oxgeno tiene un valor ms alto de electronegatividad, por lo tanto el oxgeno atrae a los electrones del enlace qumicoObserve que el elemento con mayor electronegatividad se escribe al final de la molcula

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*Enlace qumicoExisten dos tipos principales de enlace qumico:

Enlace inico o electrovalente. Es el enlace qumico que se forma cuando la diferencia de electronegatividad entre los elementos enlazados es 1.7 mayor. Adems en el enlace inico un electrn se traslada del elemento de menor electronegatividad al de mayor electronegatividad

Ejemplo: KBr (bromuro de potasio)Electronegatividad del potasio = 0.82Electronegatividad del bromo = 2.96

Diferencia de electronegatividad = 2.96 0.82 = 2.14

El resultado es 2.14 (dentro del intervalo 1.7 mayor, por lo tanto el enlace entre el potasio y el bromo es inico

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*Enlace qumico2. Enlace covalente. En general, es el enlace qumico que se forma cuando la diferencia de electronegatividad entre los elementos enlazados es menor a 1.7. En el enlace covalente los electrones son compartidos entre los elementos enlazados.

Ejemplo: CO2 (dixido de carbono)Electronegatividad del carbono = 2.55Electronegatividad del oxgeno = 3.44

Diferencia de electronegatividad = 3.44 2.55 = 0.89

El nmero 0.89 es menor a 1.7, por lo tanto cada enlace entre el carbono y el oxgeno es covalente

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*Enlace qumicoEl enlace covalente puede ser de dos tipos:

2.1. Enlace covalente (no polar o apolar). Cuando se unen dos tomos del mismo elemento (o tomos cuya diferencia de electronegatividad es muy cercana a cero): por ejemplo: H2, O2, N2, Cl2 etc.

La diferencia de electronegatividades entre los tomos de un mismo elemento es cero: HH 2.20 2.20 = 0 O=O 3.44 3.44 = 0 NN 3.04 3.04 = 0 ClCl 3.16 3.16 = 0

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*Enlace qumico2.2. Enlace covalente polar. Cuando se unen dos tomos de diferente elemento y se cumple el criterio de que la diferencia de electronegatividad sea menor a1.7.

Como su nombre lo indica, en este tipo de enlace se forman polos (polo positivo y polo negativo) Ejemplo: H2O (agua)Electronegatividad del hidrgeno = 2.20Electronegatividad del oxgeno = 3.44

Diferencia de electronegatividad = 3.44 2.20 = 1.24Cumple el criterio, pues 1.24 es menor a 1.7, entonces es enlace covalente. Sin embargo, la electronegatividad del oxgeno es mayor a la del hidrgeno, por lo que el oxgeno adquiere una carga parcial negativa y el hidrgeno una carga parcial positiva.

el enlace entre H y O es covalente polar

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*Enlace qumicoEnlace covalente polar en el aguawww.1ciencias.tkwww.1ciencias.tk

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*Enlace qumicoEnlace covalente polar en el agua

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*Enlace qumicoA continuacin se explica la formacin de este enlace coordinado

El nitrgeno (Z=7), tiene la siguiente configuracin electrnica: 1s2 2s2 2p3, entonces tiene cinco electrones de valencia

Al formar el amoniaco (NH3), ocupa tres de sus cinco electrones de valencia para unirse a los tres hidrgenos y por lo tanto le quedan dos electrones libres:www.12ciencias.tkwww.12ciencias.tk

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*Enlace qumico2. El boro (Z=5), tiene la siguiente configuracin electrnica: 1s2 2s2 2p1, entonces tiene tres electrones de valencia

Al formar el fluoruro de boro (BF3), ocupa sus tres electrones de valencia para unirse a los tres tomos de flor y por lo tanto ya no le quedan electrones libres para formar nuevos enlaces:

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*Enlace qumico3. cuando se forma el enlace entre el amoniaco y el fluoruro de boro, el amoniaco aporta sus dos electrones libres:

De esta forma, enlace qumico se forma con los dos electrones del nitrgeno:

El enlace coordinado suele representarse con un flecha indicando el elemento que aporta su par de electrones al enlace qumico

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*Otros ejemplos de enlaces coordinados:

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*Estructuras de LewisGilbert N. Lewis propuso que la capacidad de reaccin de los elementos dependa primordialmente de su configuracin electrnica, es decir, de sus electrones de valencia

En la representacin de Lewis se escribe el smbolo del elemento y con puntos se indica los electrones de valencia www.12ciencias.tkwww.12ciencias.tk

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*Por ejemplo, el hidrgeno 1s1 tiene un electrn de valencia, en la representacin de Lewis se escribe un punto y el flor 1s2 2s2 2p5 tiene siete electrones de valencia, entonces se escriben siete puntos alrededor del smbolo:

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*Estructuras de LewisLas representaciones de Lewis para los elementos de los grupos A de la Tabla Peridica son las siguientes:Obsrvese que el nmero de electrones de valencia coincide con el nmero de grupo en la Tabla Peridica

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*Regla del octeto de Lewis

Los enlaces qumicos se pueden representar mediante estructuras de Lewis. Por ejemplo, en el bromo Br2, cada bromo tiene siete electrones de valencia, la representacin de esta molcula mediante estructuras de Lewis es la siguiente:

Se emplea diferentes tipos de puntos para cada bromo para diferenciarlos, en algunas ocasiones se usan puntos y cruces para la diferenciacin.

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*Estructuras de LewisLa Regla del octeto de Lewis dice: en una molcula, cada tomo adquirir la configuracin electrnica del gas noble con nmero atmico ms cercano

En otras palabras cada elemento en una molcula completar su ltima rbita con ocho electrones, a excepcin del hidrgeno, cuyo gas noble ms cercano es el helio

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*Estructuras de LewisEn la molcula de bromo, se observa que cada bromo tiene ocho electrones alrededor, o sea que cada bromo complet su octeto

El tomo del elemento bromo tiene nmero atmico 35, al formar la molcula de bromo Br2, adquiere la configuracin electrnica del gas noble ms cercano, es decir el criptn, cuyo nmero atmico es 36, por eso cada bromo tiene ocho electrones alrededor al igual que el criptn:

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*Estructuras de LewisEn la molcula de hidrgeno gaseoso, cada tomo de hidrgeno tiene dos electrones alrededor, al igual que el helio, gas noble ms cercano. En este caso no se completa el octeto, sin embargo la capa de valencia del hidrgeno se completa

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*Estructuras de LewisSin embargo hay ocasiones que la Regla del octeto de Lewis no se cumple para todos los elementos

Un ejemplo es la molcula de xido de aluminio, Al2O3

Primero escribimos las estructuras de Lewis para cada tomo que participa en la molcula

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*Estructuras de LewisPosteriormente determinamos de qu manera se forman los enlaces en esta molcula

Se observa que cada tomo de oxgeno tiene ocho electrones alrededor, por lo cual s cumple la regla del octeto, sin embargo cada aluminio tiene solamente seis electrones alrededor, entonces no cumple la regla del octeto

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*Estructuras de LewisEntonces la Regla del octeto de Lewis tiene limitaciones:

1. La regla del octeto no se cumplir siempre, en el caso de una molcula que contenga tomos con nmero impar de electrones

2. En numerosos compuestos se presentan tomos que tienen ms de ocho electrones alrededor, en este caso se dice que el tomo tiene octeto expandido

3. En algunos casos, el octeto queda incompleto, es decir no se llega a los ocho electrones, sin embargo la molcula es estable

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*Estructuras de LewisEjemplo 1:Dibujar la estructura de Lewis para el sulfuro de hidrgeno H2S (cido sulfhdrico)

Paso 1. Se establecen las estructuras de Lewis para cada elemento participante, a partir de su configuracin electrnica (observar los electrones de valencia):

H: 1s1 un electrn de valencia

S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 seis electrones de valencia

Paso 2. Se establecen los enlaces para la molcula

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*Estructuras de LewisEjemplo 2: Dibujar la estructura de Lewis para el cloruro de antimonio SbCl3

Paso 1. Se establece las estructuras de Lewis para cada elemento participante, a partir de su configuracin electrnica (observar los electrones de valencia):

Sb: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p3

cinco electrones de valencia

Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 siete electrones de valencia

Paso 2. Se establece los enlaces para la molcula

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*Estructuras de LewisA travs de las estructuras de Lewis, se facilita la explicacin de algunos conceptos

1. Ion: tomo o molcula que debido a la prdida o ganancia de electrones, adquieren carga positiva o negativa

Cuando un tomo o molcula recibe electrones, entonces adquiere carga negativa y se forma un ion negativo o anin

Cuando un tomo o molcula pierde electrones, entonces adquiere carga positiva y se forma un ion positivo o catin

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*Estructuras de Lewis2. Energa de ionizacin. Es la energa mnima requerida para extraer un electrn de un tomo en estado gaseoso.

Obsrvese que cuando a un tomo se le quita un electrn adquiere carga positiva, es decir, se forma un catin

Por ejemplo, si al sodio se le extrae su electrn de valencia se forma el ion sodio, el cual es un catin

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*Estructuras de Lewis3. Afinidad electrnica. Es la energa que se libera cuando un tomo en estado gaseoso atrae un electrn

Obsrvese que cuando un tomo adquiere un electrn adquiere carga negativa, es decir, se forma un anin

Por ejemplo, si el cloro adquiere un electrn se forma el ion cloro o cloruro, el cual es un anin

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