Enlace químico

Contenidos1.- ¿Por qué se unen los átomos?. Tipos de

enlace.2.- Enlace iónico.

2.1 Estructura de los compuestos iónicos.

3.- El enlace covalente.3.1. Teoría del enlace de valencia.

3.2.  Polaridad del enlace covalente.

4.- Enlace metálico5.- Enlaces intermoleculares.6.- Tipos de sustancias según sus enlaces. 

Introducción

• El enlace químico es la fuerza que mantiene unidos a átomos, iones o moléculas de manera estable.

¿Por qué queremos entender cómo se enlazan las partículas materiales

unas con otras?

– Porque la forma en que los átomos se enlazan es determinante sobre las propiedades físicas y químicas de las sustancias.

– Porque este conocimiento puede llevarnos a controlar la formación o ruptura de estos enlaces y por consiguiente, la formación y deformación de sustancias dependiendo de los que necesitemos.

¿Por qué se unen los átomos?• Los átomos se unen para formar agrupaciones de mayor estabilidad y

menor energía que la que tenían los átomos por separado (cuando los átomos se unen desprenden energía).

¿Qué es para un átomo la estabilidad?

• Aunque hay excepciones, conseguir la configuración electrónica de gas noble ns2 np6 REGLA DEL OCTETO

tener 8 electrones en la capa de valencia (nivel de energía más externo)

¿Cómo se consigue la configuración electrónica de gas noble?

• Ganando, perdiendo o compartiendo electrones con otros átomos.

Clases de enlaces químicosLas sustancias puras pueden estar formadas por tres clases de partículas:

•átomos

•iones

•moléculas

enlace covalente

enlace metálico

enlace iónico

fuerzas intermoleculares

no metalesmetales

metal y no metal

Del tipo de partículas que forman una sustancia y de la clase de enlace que las une se derivan las propiedades de las sustancias.

Metales y no metales

Notación de Lewis

• Se utiliza para representar los átomos y sus enlaces.

• Se coloca el símbolo del elemento y alrededor mediante puntos o cruces los electrones del último nivel (electrones de valencia)

Actividades

• Pág 273: Representa los siguientes iones monoatómicos mediante la notación de Lewis: ion cloruro, Cl-, ion óxido, O2-, ion nitruro, N3-. ¿cuántos electrones tienen en la capa de valencia?

Enlace iónico •Unión que resulta de la presencia de fuerzas electrostáticas entre iones positivos y negativos para dar lugar a la formación de una red cristalina iónica.•Se da entre un metal que pierde uno o varios electrones y un no metal que los captura.

Na

Cl

1s2 2s2 2p6 3s1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

estructura gas noble

Na+

Cl-1s2 2s2 2p6 3s0

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

atracción electrostátic

a

Estructura cristalina• Los compuestos iónicos no forman moléculas,

sino cristales, estructuras constituidas por cationes y aniones.

• Los iones se ordenan regularmente en el espacio de la manera más compacta posible.

• Cada ion se rodea de iones de signo contrario dando lugar a celdas o unidades que se repiten en las tres direcciones del espacio.

• La formula solo indica la proporción en que se encuentran los iones para que exista neutralidad eléctrica en el cristal (formula empírica), pero no la cantidad total de los mismos.

Enlace covalente (I)

•Es la unión que se produce entre dos átomos por el hecho de compartir uno o más pares de electrones.

•Compartir electrones significa que un mismo electrón pertenece a dos átomos a la vez.

•Se da entre átomos no metálicos de electronegatividades parecidas.

F(Z=9): 1s2 2s2 2p5 → 7 e- en último nivel

Enlace covalente (II)

Carbono: 1s2 2s2 2p2 → 4 e- en último nivel.

Simulación

Enlace covalente (III)

ENLACE COVALENTE COORDINADO

•Uno de los átomos aporta el par de electrones para compartir. Ion oxonio

Enlace covalente (IV)

POLARIZACIÓN DEL ENLACE COVALENTE

Enlace covalente apolar Se da entre átomos del mismo elemento o con átomos de parecida electronegatividad.

Los electrones compartidos pertenecen por igual a los átomos y se distribuyen de manera simétrica.

Enlace covalente polar Se da entre átomos con distinto valor de la electronegatividad.

Los electrones compartidos se encuentran más cerca del átomo más electronegativo. Aparecen cargas parciales en los extremos de la molécula.

Simulación

Moléculas polarizadas.Momento dipolar.

• Las moléculas que tienen enlaces covalentes polares tienen átomos cargados positivamente y otros negativamente.

• Cada enlace tiene un momento dipolar “” (magnitud vectorial que depende la diferencia de entre los átomos cuya dirección es la línea que une ambos átomos y cuyo sentido va del menos electronegativo al más electronegativo).

Momento dipolar (cont).• Dependiendo de cómo sea de los enlaces

que forman una molécula, éstas se clasifican en:• Moléculas polaresMoléculas polares.. Tienen no nulo:

– Moléculas con un sólo enlace covalente. Ej: HCl.– Moléculas angulares, piramidales, .... Ej: H2O, NH3.

• Moléculas apolaresMoléculas apolares. Tienen nulo:– Moléculas con enlaces apolares. Ej: H2, Cl2. = 0. Ej: CH4, CO2.

Momentos dipolares.Geometría molecular.

CO2 BF3

CH4 H2O

NH3

Enlace metálico• Se da entre átomos metálicos. Se da entre átomos metálicos. •Es un enlace bastante fuerte. Es un enlace bastante fuerte.

MODELO DE NUBE ELECTRÓNICA•Los átomos del metal ceden sus electrones de valencia convirtiéndose en cationes.•Los cationes forman una red cristalina.

•Los electrones de valencia forman un nube electrónica alrededor de los cationes.

•La interacción entre los cationes y la nube electrónica estabiliza la red.

• Son las fuerzas que existen entre las moléculas y mediante las cuales éstas permanecen unidas y no son independientes.

• Se presentan cuando las sustancias están en estado sólido y líquido.

Enlaces intermoleculares (I)

Enlaces intermoleculares(II)

CLASIFICACIÓN

Fuerzas de Van der Waals

Fuerzas de dispersión

Atracción dipolo-dipolo

Enlace de hidrógeno

(puente de hidrógeno)

dipolos instantáneos

atracción eléctrica

Atracción dipolo-dipolo entre moléculas que tienen átomos de H muy polarizados positivamente.

• Fuerzas de dispersión:– Se dan entre moléculas apolares.– Puede ocurrir que en un instante determinado, la

distribución de electrones sea asimétrica. Esto da lugar a un dipolo instantáneo. Entonces es capaz de inducir otro dipolo en una molécula vecina.

Enlaces intermoleculares(III)Fuerzas de Van der Waals

• Atracción dipolo-dipolo:– Se da entre moléculas polares.– La parte positiva de la molécula atrae a la

parte negativa de otra molécula próxima, quedando unidas por atracción electrostática.

Enlaces intermoleculares(IV)Fuerzas de Van der Waals

• Fuerzas de Van der Waals

– Son fuerzas muy débiles

– Aumentan con el volumen molecular ya que se deforman más fácilmente las capas electrónicas externas de la molécula. Por tanto, cuanto mayor es la molécula, mayor va a ser la temperatura de fusión y de ebullición.

Enlaces intermoleculares(V)

• Si nos fijamos en la gráfica del libro, observamos que los puntos de ebullición de los hidruros de la familia del O aumentan progresivamente con el tamaño molecular. Entonces, el punto de ebullición del agua debería ser inferior a -62ºC.

• Explicación: entre las moléculas de agua existen unas fuerzas más intensas que en las del resto de los hidruros. Son los enlaces de hidrógeno o puente de hidrógeno.

Enlaces intermoleculares(VI)Enlaces de hidrógeno

Enlaces intermoleculares (VII)Enlace o puenteEnlace o puente dede Hidrógeno.Hidrógeno. – Se forma porque en la molécula de agua, el par de

electrones de cada enlace H-O está bastante desplazado hacia el O. Entonces, el núcleo del H queda descubierto de carga negativa constituyendo un polo positivo intenso, que va a formar unión electrostática con un par de electrones no enlazantes del O de otra molécula de agua.

Enlace o puenteEnlace o puente dede Hidrógeno.Hidrógeno. • Es relativamente fuerte y se debe a:

– Gran diferencia de electronegatividad entre átomos.

– El pequeño tamaño del H.

• Es el responsable de P.F y P.E. anormalmente altos.

• Sólo se dan con el flúor, el oxígeno y el nitrógeno.

Enlaces intermoleculares (VIII)

Propiedades de los compuestos iónicos

• Puntos de fusión y ebullición elevados, ya que para fundirlos es necesario romper la red cristalina tan estable por la cantidad de uniones atracciones electrostáticas entre iones de distinto signo.

• Son sólidos a temperatura ambiente.• Gran dureza (por la misma razón). • Solubilidad en disolventes polares e insolubilidad

en disolventes apolares.• Conductividad en estado disuelto o fundido. Sin

embargo, en estado sólido no conducen la electricidad.• Son frágiles.

Propiedades compuestos iónicos• Solubilidad en disolventes polares e

insolubilidad en disolventes apolares.

• Fragilidad de un compuesto iónico

Propiedades de las sust. covalentes

• Sust. atómicasSust. atómicas:• Los enlaces se dan a lo largo

de todo el cristal.• Gran dureza y P.F alto. • Son sólidos. • Insolubles en todo tipo de

disolvente.• Malos conductores.• El grafito que forma estructura

por capas le hace más blando.

• Sust. molecularesSust. moleculares:• Están formados por moléculas

aisladas.

• P.F. y P. E. bajos (gases).

• Son blandos.

• Solubles en disolventes moleculares.

• Malos conductores.

• Las sustancias polares son solubles en disolventes polares y tienen mayores P.F y P.E.

Sustancias covalentes atómicas

Estructura del grafito

Tipo de sustancias

Curiosidades

• El sodio: SIMULACIÓN

• Para empezar a estudiar … ENLACE

Bibliografía

• Física y química 1º Bachillerato. Ed.:Edebé

• Web del IES Clara Campoamor.

Agradecimientos• A las editoriales Anaya, Santillana y

Ecir por la cesión de imágenes.