ENLACE QUÍMICO

La manera en que los átomos se enlazan tiene efectos sobre las propiedades físicas y químicas de las sustancias.

Base Axiomática

• Toda la materia está constituida por átomos.• Los átomos interaccionan unos con otros (a

través de fuerzas).• Las diferencias cualitativas y cuantitativas

entre las distintas interacciones, pueden llegar a explicar las diferencias en las propiedades observables de las sustancias que nos rodean.

¿Qué es el enlace químico?

• Demócrito pensaba que los átomos tenían ganchos para enlazarse.

• J.J. Berzelius y Arrhenius presintieron que eran fuerzas eléctricas.

• Actualmente se sabe que el enlace resulta de las fuerzas de Coulomb entre las cargas eléctricas positivas del núcleo y las negativas de los electrones.

• “Se establece un enlace químico entre dos átomos o grupos de átomos cuando las fuerzas que actúan entre ellos son de índole tal que conducen a la formación de un agregado con suficiente estabilidad...”

La naturaleza del enlace químico. Linus Pauling• “La creación de un enlace entre dos o más

átomos va acompañada, obligatoriamente de una liberación de energía e implica su acercamiento hasta una distancia de enlace”. Heribert Barrera

Base Axiomática

• Toda la materia está constituida por átomos.• Los átomos interaccionan unos con otros (a

través de fuerzas).• Las diferencias cualitativas y cuantitativas

entre las distintas interacciones, pueden llegar a explicar las diferencias en las propiedades observables de las sustancias que nos rodean.

Estado de Agregación

Ejemplos Punto de fusión

O C

Sólidos de alto punto de fusión

NaCl (s) 800

C (Diamante) 3550

Fe (s) 1528

Ag (s) 961

Ca5(PO4)3OH (huesos)

1600

Estado de Agregación

Ejemplos Punto de fusiónO C

Sólidos de bajo punto de

fusión

MX2.nH2O (sales hidratadas)

100

Iodo (s) 113

Sn (s) 232

Fenol (s) 43

Azúcar 185

Azufre 119

Polietileno 170

Estado de Agregación EjemplosLíquidos Agua

AlcoholBencenoAcetona

Gases OxígenoDióxido de carbono

MetanoAmoniaco

ArgónFlúor

Estructura, modelo de esferas y cristales del NaCl

Sólido, duro, quebradizo, punto de fusión alto. No conduce la electricidad en estado sólido,

pero disuelto en agua y fundido sí.

Estructura del C (diamante)

Duro, punto de fusión alto, mal conductor de la electricidad. Átomos unidos formando redes tridimensionales con fuertes uniones.

www.kalipedia.com/ciencias-tierra-universo/te...

El fenol

En su forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a temperatura ambiente.No conduce la electricidad en estado sólido, ni en disolución, ni fundido. Punto de fusión bajo.

Azúcar de mesa (sacarosa)

Sólido, punto de fusión bajo, mal conductor de la electricidad tanto en estado sólido, fundido o

en disolución. Soluble en agua.

Estaño, fierro y plata

El estaño blanco, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C, punto de fusión bajo (232 o C) en comparación con el del fierro y la plata..Plata moderadamente suave. El fierro es relativamente duro, maleable y dúctil. Los tres metales conducen la electricidad.

Conducción eléctrica en estado sólidoConductores en estado

sólidoNo conductores en estado

sólido

Fe, Ag, Sn NaCl, C (diamante), hidroxiapatita (Ca5(PO4)3OH ),Iodo sólido, fenol, azúcar, azufre, polietileno, MX2.nH2O (sales hidratadas)

Solubles en agua Insolubles en agua o muy poco solubles

NaCl , MX2.nH2O (sales hidratadas), fenol, azúcar.

C (diamante), iodo, azufre, hidroxiapatita (Ca5(PO4)3OH ), polietileno.

Conductores en disolución No conductores en disoluciónNaCl, MX2.nH2O (sales hidratadas)

fenol, azúcar

Conductores en estado fundido No conductores en estado fundido

NaCl , MX2.nH2O (sales hidratadas hidroxiapatita (Ca5(PO4)3OH

C (diamante), iodo, azufre, polietileno, fenol, azúcar

Compuestos iónicos Compuestos covalentes Compuestos metálicos•Cristales sólidos a temperatura ambiente.•P.f. elevado .•Estructura con grandes fuerzas electrostáticas entre los iones individuales.•Sólidos no conducen la electricidad , pero si en disolución y fundidos.•Solubles en agua.

•Gases, líquidos y sólidos a temperatura ambiente.•Los sólidos usualmente con p.f. bajos. Excepto los sólidos covalentes como el cuarzo y el diamante, cuya estructura es una red con enlaces covalentes.•Formados por moléculas individuales.• Con pequeñas fuerzas intermoleculares que explican su existencia como gases, líquidos volátiles y sólidos de bajo p. de f..

•Sólidos a t. a. (excepto el Hg, Ga, Cs, Fr.)

•Duros a blandos.•P. de f. altos y bajos.•Dureza relativa.•Conductores de la corriente eléctrica por que sus electrones están deslocalizados y pertenecen a todos los átomos metálicos y a ninguno en particular.

“Todo tiende a evolucionar hasta llegar a una forma de máxima estabilidad”

• Richard Wilhelm Heinrich Abegg (9 de enero de 1869 – 3 de abril de 1910) fue un químico alemán y pionero de la Teoría de la Valencia. A partir de sus trabajos de investigación propuso que la diferencia entre la máxima valencia positiva y la máxima valencia negativa de un elemento tiende a ser ocho. Este enunciando llegó a conocerse como la Regla de Abegg.

• Ludwig Karl Martin Leonhard Albrecht Kossel (n. Rostock, Alemania, 16 de septiembre de 1853 - Heidelberg, 5 de julio de 1927). médico alemán. Introdujo el concepto de la electrovalencia por transferencia de electrones de un átomo a otro para formar iones con estructura de gas noble.

• Lewis, Gilbert Newton (1875 - 1946) e Irving Langmuir (1881-1957), químicos estadounidenses, célebre s por su teoría de la interpretación del enlace covalente. Conocida como teoría Langmuir – Lewis , trata sobre la atracción y valencia químicas basándose en la estructura atómica de las sustancias.

Para explicar las uniones entre partículas que se dan en la naturaleza recurrimos a tres teorías de

enlaces entre átomos:La del Enlace iónico, la del enlace covalente y la

del enlace metálico

y a dos para explicar las fuerzas de unión entre moléculas:

Las de las fuerzas de Van der Waals (dipolo-dipolo y de London) y las que se dan por puente de hidrógeno.

Enlace iónicoEs la fuerza electrostática que mantiene unidos

a los iones en un compuesto iónico.

• Se produce por las fuerzas electrostáticas entre iones de distinto signo.

• Formado por la transferencia de uno o más electrones de un átomo a otro.

• Las electronegatividades son muy distintas (diferencia mayor a 1.9).

• Formados por un metal y un no metal.

• Representación del enlace entre el litio y el flúor. En la estructura cristalina del fluoruro de litio, los iones tienen energías menores que los átomos de Li y F, y por tanto son más estables.

Representación del enlace iónico entre el sodio y cloro

CsCl ZnSCaF2

• La formación de compuestos iónicos depende de los valores de la energía de ionización y de la afinidad electrónica de los elementos participantes.

Modelos moleculares de cristales iónicos donde se muestra la interacción multidireccional de cada ión con todos sus vecinos

Enlace covalenteEs aquel en el que dos electrones son

compartidos por dos átomos.

• Generalmente entre elementos no metálicos con electronegatividades iguales o parecidas (diferencia en electronegatividades menor que 1.9).

• Lewis sugiere que los átomos comparten electrones de la capa de valencia para adquirir una estructura de gas noble.

Enlace covalente puro

• El caso más común es que cada átomo aporte un electrón (por cada par compartido) de tal forma que lo que ocurre es que las fuerzas de atracción entre el electrón de un átomo y el núcleo del otro dominan sobre las de repulsión (electrón-electrón y núcleo-núcleo de cada átomo) llegando así a una situación de menor energía potencial con desprendimiento de energía (energía de enlace).

Modelo que representa un enlace covalente entre C – C.

Los enlaces covalentes pueden ser sencillos, dobles y triples.

Enlace covalente polar

• Es el que se da cuando los electrones pasan más tiempo en la vecindad de un átomo que del otro. Ambos átomos son distintos y tienen distinta electronegatividad, y el átomo más electronegativo atraerá con más intensidad el par (o los pares) de electrones del enlace covalente (se llama polar porque tiene polos eléctricos con cargas parciales positivas y negativas), ejemplo el HCl.

Enlace Covalente CoordinadoCuando una molécula que tiene un par de electrones libre

(que no forma enlace covalente) se encuentra con un átomo o ion con un "hueco electrónico" (orbital sin

electrones en la capa de valencia), se puede formar un enlace covalente en el que los 2 electrones son aportado

por un sólo átomo.Ejemplo: cuando el NH3, que tiene un par de electrones libre, se encuentra con un ion H+, que tiene el orbital 1s

vacío, se unen mediante un enlace covalente coordinado y forman el ion amonio:

Fuerzas intermoleculares

• Las fuerzas intermoleculares se refieren a las fuerzas entre moléculas covalentes. Son débiles si las comparamos con las fuerzas de los enlaces covalentes o iónicos, pero son las responsables de que los gases nobles (He, Ne, etc.) y otros gases covalentes moleculares (H2, O2; N2, CH4, CO2, etc.) se puedan condensar a temperaturas bajas y de que algunas sustancias covalentes moleculares sean líquidas (Br2, H2O, etanol, etc.) o sólidas (I2, naftaleno, etc.) a temperatura ambiente.

Enlace metálico

• Formado por elementos metálicos, donde los electrones están deslocalizados

El venenoso amante de la hemoglobina

• El CO es un gas incoloro e inodoro y venenoso, que tiene alta capacidad (200 veces mayor que el CO2) de unirse a la hemoglobina.

• Se une al ión Fe (II) de la hemoglobina y se transforma en carboxihemoglobina que no puede transportar el oxígeno para los procesos metabólicos.

• Los efectos de esta unión en nuestro cuerpo son letargo , dolor de cabeza, y cuando se ha combinado con la mitad de las moléculas de hemoglobina, se produce la muerte.

• Los centros sulfoférricos [2Fe-2S] se encuentran formados por dos átomos de hierro unidos covalentemente a través de dos átomos de azufre inorgánico. Este centro se encuentra unido a la proteína de forma covalente mediante el enlace de cada uno de los átomos de hierro a las cadenas laterales de dos cisteinas.

Las ferredoxinas de [2Fe-2S] son proteínas globulares de pequeño tamaño.