quÍmica n° 08 semestral uni

N° 08

Prof. LUIS ALFREDO GAVANCHO CHICLLA

QUÍMICA

SEMESTRAL UNI

“No es la especie más fuerte laque sobrevive, ni la más

inteligente, sino la que mejorresponde al cambio.”

CHARLES DARWIN

curso

HIBRIDACIÓN O HIBRIDIZACIÓN

Consiste en el reacomodo de los orbitales atómicos del nivel de valenciamediante la “mezcla” de cierto número de orbitales puros diferentes, paraobtener orbitales híbridos equivalentes, distribuidos simétricamente en elespacio.Consiste en combinar dos o más orbitales atómicos que posean semejanzaenergética, para dar un ORBITAL HÍBRIDO, con orientación definida en elespacio y que es diferente a los orbitales originales.

curso

HIBRIDIZACIÓN “sp” o “sp1”

La hibridización “sp” se realiza con un orbital “s” y un orbital “p”,resultando dos orbitales híbridos “sp”.

curso

HIBRIDIZACIÓN “sp” o “sp1”

Los orbitales híbridos tipo sp se orientan en una recta formandoángulo de 180º.

CO2

curso

HIBRIDIZACIÓN “sp2”

La hibridización sp2 se realiza con un orbital “s” y 2 orbitales “p”,resultando tres orbitales híbridos sp2.

curso


Los orbitales híbridos tipo sp2 se orientan hacia los vértices de untriángulo equilátero, formando ángulos de 120 º entre ellos.

BF3

curso


La hibridización sp3 se realiza con un orbital “s” y 3 orbitales “p”,resultando cuatro orbitales híbridos sp3.

curso

Los orbitales híbridos tipo sp3 se orientan hacia los vértices de untetraedro regular.

cursosp3

sp3

sp3

sp3SS

S

S

¿Cómo se forma la molécula del metano?

Nótese como los cuatro orbitales híbridos sp3 del carbono se unen , cadauno, con un orbital s de cuatro hidrógenos, para formar la molécula delmetano CH4.

curso

FÓRMULA POTENTE PARA DETERMINAR LA HIBRIDACIÓN

Usaremos la siguiente relación:

Entonces, tenemos el siguiente cuadro:

LIBRESPARES

DENÚMERO

ENLACES

DENÚMERO

NHIBRIDACIÓ

DETIPO

(#ENLACES + #PARES LIBRES) TIPO DE HIBRIDACIÓN

1 “s”

2 “sp1”

3 “sp2”

4 “sp3”

5 “sp3d”

6 “sp3d2”

curso

2

Valencia

dese#

DUETO

OCTETO

sCompartido

Pares

deNúmero

H HC OO

O

P

H H

H

GEOMETRÍA MOLECULARpolaridad MOLECULAR

Fuerzasintermoleculares

curso

GEOMETRÍA MOLECULAR

curso BeF F

180º Geometríamolecular

lineal

CO O

180ºGeometríamolecular

lineal

OH H

Geometríamolecular

angular

DIFLUORURO DE BERILIO BeF2

DIÓXIDO DE CARBONO CO2

AGUA (OXIDANO) H2O


cursoOO O

Geometríamolecular

angular

SH H

Geometríamolecular

angular

OZONO O3

SULFURO DE HIDRÓGENO H2S


curso B

F

F F

Geometríamoleculartrigonalplanar

SO O

O Geometríamoleculartrigonalplanar

TRIFLUORURO DE BORO BF3

TRIÓXIDO DE AZUFRE SO3


cursoN

H H

H

AMONÍACO NH3

Geometría molecularpiramidal de base tringular

FOSFINA PH3

P

H H

H

Geometría molecularpiramidal de base tringular


cursoC

HH

H

H

METANO CH4

Geometría moleculartetraédrica


cursoSi

ClCl

Cl

Cl

TETRACLORURO DE SILICIOSiCl4

Geometría molecular tetraédrica

Cl

OO

O

O

-1IÓN PERCLORATO (ClO4)-1

Geometría molecular tetraédrica


curso

BeCl2 BF3Geometría lineal Geometría trigonal planar


curso

NH3

Geometría piramidal debase triangular

CH4

Geometría tetraédrica


curso

H2O

Geometría angular

PCl5Geometría Bipiramidal triangular


curso

SF4

Geometría tetraédrica irregular

ClF3

Geometría forma de T


curso

SF6Geometría octaédrica

BrF5Geometría piramidal cuadrangular


curso

XeF4

Geometría plana cuadrada

SO2

Geometría angular


curso

POLARIDAD DE UNA MOLÉCULA

Molécula polar es aquella molécula que presenta un momentodipolar resultante diferente de cero ( ).

Presenta una estructura asimétrica; puesto que sus centros decargas positivo y negativo no coinciden.

Molécula apolar o no polar es aquella molécula que presenta unmomento dipolar resultante igual a cero ( ).

Presenta una estructura simétrica; puesto que sus centros decargas positivo y negativo si coinciden.

cursoC OO

SHH

OHH

N

H H

H

BF F

FH

C

HH

H

H

C

C lCl

Cl

Cl

C

C lCl

Cl

MOLÉCULAS APOLARES

MOLÉCULAS POLARES

Amoniaco NH3Agua H2O

Sulfuro dehidrógeno H2SCloroformo CHCl3

Metano CH4 Tetracloruro decarbono CCl4

Trifluoruro deboro BF3

Anhídridocarbónico CO2

curso

POLARIDAD MOLECULAR

cursoMomento dipolar

resultante = 1,47 D

Momento dipolar

resultante = 0,24 D

MOMENTO DIPOLAR RESULTANTE

curso

MOMENTO DIPOLAR RESULTANTEEjemplos:

NH3 CO2

H2O CCl4

m = 1.47 D

m = 1.85 D

m = 0 D

m = 0 D

curso

FUERZAS INTERMOLECULARES (F. I.)

CLASIFICACIÓN DE LAS F. I.

Fuerza Puente deHidrógeno (FPH)

Van der Waals Ión-Dipolo

Dipolo – Dipolo(D – D)

Dipolo-Dipoloinducido

Dispersión deLondon (FL)

curso

FUERZAS INTERMOLECULARES (F. I.)

Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción existentes entremoléculas con enlace covalente.

Estas fuerzas están presentes en las sustancias covalentes cuando seencuentran en estado sólido o líquido, ya que en el estado gaseoso las moléculasestán alejadas una gran distancia y dichas fuerzas tienden a ser despreciables.

Las fuerzas intermoleculares son:

- Fuerzas London - Van der Waals (FL)- Fuerzas Dipolo – Dipolo (D – D)- Fuerza Puentes de Hidrógeno (FPH)

curso

FUERZAS DE LONDON – VAN DER WAALS o DE DISPERSIÓN (FL)

Se presentan entre moléculas covalentes apolares.

Se deben a la aparición de dipolos instantáneos que se crean con elmovimiento de los electrones.

También se les llama fuerzas de corto alcance, pues solo se manifiestancuando las moléculas están muy cerca unas de otras.

curso

FUERZAS DE LONDON – VAN DER WAALS o DE DISPERSIÓN

Se presentan en todo tipo de moléculas en fase condensada, pero sondemasiado débiles y, por tanto, actúan especialmente en bajas temperaturas.

Estas fuerzas tienen su origen en la posibilidad que poseen las nubeselectrónicas de las moléculas de formar dipolos inducidos momentáneos.

curso

FUERZAS DE LONDON – VAN DERWAALS o DE DISPERSIÓN

Se presenta entre moléculas polares ytambién en no polares pero son lasúnicas fuerzas en las moléculas nopolares (son exclusivas de moléculasapolares).

Al acercarse dos moléculas se originauna distorsión de la nube deelectrones en ambas, generándosedipolos transitorios.

La intensidad de la fuerza depende dela cantidad de e– de la molécula.

A MAYOR CANTIDADDE ELECTRONES EN LA

MOLÉCULA

MAYOR POLARIZABILIDADDE LA MOLÉCULA

MAYORFUERZA DE

LONDON

curso


POLARIZABILIDAD es la facilidad con la cual se puede distorsionar ladistribución electrónica de una molécula.

POLARIZACIÓN: El proceso de inducir un dipolo en una molécula.

- Las fuerzas de dispersión están en todas las moléculas (incluyendo las polares).

- En general mayor número de electrones (mayor masa molecular) favorece laatracción intermolecular.

- Cuánto mayor es el área de contacto, mayores son las fuerzas de London.

- Para moléculas grandes, las fuerzas de dispersión pueden superar lasinteracciones dipolo-dipolo.

curso


Diferencias de Polarizabilidad – Comparación entre el F2 y I2

curso


GASES NOBLES HALÓGENOS HIDROCARBUROS

nelec M Teb/ºC nelec M Teb/ºC nelec M Teb/ºC

He 2 4 -269 F2 18 38 -188 CH4 10 16 -161

Ne 10 20 -246 Cl2 34 71 -34 C2H6 18 30 -88

Ar 18 40 -186 Br2 70 160 59 C3H8 26 44 -42

Kr 36 84 -152 I2 106 254 184 C4H10 34 58 -1

curso


PUNTOS DE FUSIÓN DE COMPUESTOS NO POLARES SIMILARES

Compuesto Tf (0C)

CF4 -183,7

CCl4 -23,0

CBr4 90,0

CI4 171,0100 200 300 400 500 600

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200 C I4

C B r4

C C l4

Tf(

0C

)

M

C F4

CH3F(-141,80C) < CCl4 a pesar de su momento dipolar (1,8 D)Fz. de dispersión en CCl4 > Fz. Dispersión + momento dipolar de CH3F

curso

FUERZAS DIPOLO – DIPOLO (D – D)

Llamadas FUERZAS DE KEESOM.

Se presenta entre MOLÉCULASCOVALENTES POLARES, dichasmoléculas covalentes polarespresentan interacciones de tipopermanente dipolo – dipolo, debido ala atracción de la carga positiva: +del átomo de una molécula conrespecto a la carga – del átomo de laotra molécula.

Las fuerzas dipolo – dipolo, sólo sonefectivas a distancias muy cortas.

curso


Las FUERZAS DIPOLO – DIPOLO se manifiestan debido a la interacción entrelos dipolos que constituyen las moléculas, ya que son MOLÉCULAS POLARESque, al acercarse los polos opuestos generan una atracción eléctrica.

curso


Las FUERZAS DIPOLO – DIPOLO provocarán que los dipolos se alineen unoscon otros y se mantengan juntos.

Dipolopermanente

+–+

–

–

+

–+o

Dipolopermanente -+ + -

curso


Si las moléculas presentan tamaño similar (masa molecular similar) las fuerzasdipolo-dipolo aumentan con la polaridad.

SustanciaMasa Molar

(g/mol)Momento

Dipolar (D)Temperatura deebullición (K)

C3H8 44 0,1 231

CH3OCH3 46 1,3 248

CH3Cl 50 1,9 249

CH3CHO 44 2,7 294

CH3CN 41 3,9 355

curso

FUERZAS PUENTE DE HIDRÓGENO (FPH)

- Podría considerarse como una fuerza dipolo – dipolo, pero de granintensidad.

- Se presenta entre moléculas que tienen el hidrógeno unido a un elementomuy electronegativo: F, O, N.

Ejemplo:

Moléculas de Agua(Cada molécula de agua presenta 4

Fuerzas Puente de Hidrógeno)

curso

FUERZAS PUENTE DE HIDRÓGENO(FPH)

Al estar unido el átomo de hidrógenocon un elemento muy electronegativo,oxígeno en este caso, el par deelectrones del enlace estará muyatraído por éste último. En la moléculade agua se forman dos polos, “O” polonegativo e “H” polo positivo.

Entonces el átomo de “H” forma unaunión electrostática con el átomo de“O” de una molécula vecina, estaunión es una Fuerza Puente deHidrógeno (FPH).

curso


También presentan este tipo de fuerza otras moléculas como HF, NH3 y otrasmuchas moléculas orgánicas.

curso


curso

EL AGUA Y LAS FUERZAS PUENTEDE HIDRÓGENO (FPH)

La Fuerza Puente Hidrógeno da alagua propiedades especiales:- Altos puntos de fusión y ebullición,esenciales para nuestra vida.- La estructura del hielo es muy“abierta” y estable.- La densidad del hielo aumentaligeramente cuando funde por lo cualel hielo flota en el agua líquida.- La Fuerza Puente de Hidrógenotambién es muy importante enmoléculas biológicas como lasproteínas, ADN.

curso

FUERZAS PUENTE DE HIDRÓGENO(FPH)

En el gráfico se representan los puntos deebullición de los compuestos que forma elhidrógeno con algunos no metales.

Se observa que los puntos de ebullición delHF, H2O y NH3 son más altos de lo esperado.

Esto se debe a la formación de asociacionesmoleculares, a causa de la fuerza por puentede H.

Fuerzas de este tipo también están presentesen compuestos como alcoholes, azúcares,ácidos orgánicos, etc., y es la causa de lasrelativamente altas temperaturas de fusión yebullición de estos compuestos.

T(K)

M

curso

RESUMEN FUERZAS INTERMOLECULARES

MOLÉCULAS O IONES INTERACTUANTES

¿Participan moléculaspolares? ¿Participan

iones?

¿están presentesmoléculas polares y

también iones?

NO SI

Sólo fuerzas deLondon

Ej.: Ar (l); I2 (s)

FuerzasDipolo – Dipolo

Ej: H2S (l), CH3Cl(l)

Puente de HEj: H2O (l) y (s)

NH3 y HF

NO

NO SI

Fuerzas ión - dipoloEj: KBr en H2O

Hay átomos de H unidosa átomos de N, F, O

SI

quÍmica n° 08 semestral uni

Documents