¿ QUÉ ES EL ENLACE QUÍMICO ?
INSTITUCIÓN EDUCATIVA Nª 113 DANIEL ALOMÍA ROBLES Prof. José Rivera Aldave
LA MATERIA Y SU DIVERSIDAD ¿PORQUE EXISTE LA MATERIA EN FORMAS TAN DIVERSAS? ¿LA MATERIA CAMBIA DE FORMA POR ACCIÓN DE LA NATURALEZA ? ¿EXISTEN ELEMENTOS PRIMARIOS QUE FORMAN LA MATERIA?
LA MATERIA SE PRESENTA EN MUCHAS FORMAS
LOS ELEMENTOS ARISTOTÉLICOS ARISTOTELES, FILOSOFO GRIEGO AFIRMABA QUE: LA MATERIA ESTABA CONSTITUIDA POR CUATRO ELEMENTOS ESENCIALES: • • • •
AIRE AGUA TIERRA FUEGO
TEORÍA ATÓMICA DE DEMÓCRITO DEMÓCRITO, OTRO FILOSOFO GRIEGO, MEDIANTE SUS REFLEXIONES SOBRE LA DIVISIÓN DE LAS SUSTANCIAS, ESTABLECIÓ QUE LA MATERIA ESTABA FORMADA POR PEQUEÑAS PARTÍCULAS INVISIBLES E INDIVISIBLES A LAS QUE LLAMÓ ÁTOMOS
TEORÍA ATÓMICA DE DEMÓCRITO (2) Y DENTRO DE SUS REFLEXIONES LLEGÓ A AFIRMAR … LO ÚNICO QUE EXISTE SON LOS ÁTOMOS Y EL VACIO, TODO LO DEMÁS ES OPINIÓN...
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON ES HASTA INICIOS DEL SIGLO XIX, CUANDO EL ÁTOMO HIZÓ EVIDENTE SU PRESENCIA, Y DALTON ESTABLECE SU TEORÍA ATÓMICA
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON(2) EN ESTA TEORÍA SE MANTIENE LA INDIVISIBILIDAD DEL ÁTOMO COMO POSTULADO Y SE ESTABLECE LA MASA DEL ÁTOMO COMO REFERENCIA OBLIGADA PARA SABER SI LOS ÁTOMOS SON IGUALES O DIFERENTES,
MODELO ATÓMICO DE THOMSON ES HASTA EL SIGLO XX, QUE J.J. THOMSON TERMINA CON LO INDIVISIBLE DEL ÁTOMO AL DESCUBRIR EL ELECTRÓN, PARTÍCULA CON CARGA ELÉCTRICA NEGATIVA QUE FORMA PARTE DEL ÁTOMO
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Y POR SUPUESTO DADA LA NEUTRALIDAD ELÉCTRICA DEL ÁTOMO, THOMSON SUPUSO LA PRESENCIA DE CARGA ELÉCTRICA POSITIVA.
ELECTRONES Y ENLACE QUÍMICO ESTUDIOS SOBRE LA ESTRUCTURA DEL ÁTOMO INDICARON QUE LAS PARTÍCULAS NEGATIVAS SE ENCONTRABAN EN LA PARTE MAS EXTERNA DEL ÁTOMO.
ELECTRONES Y ENLACE QUÍMICO (2) • Y ADEMÁS QUE, LOS -
ELECTRONES
-
EXTERNOS DEL ÁTOMO SON LOS QUE
+
-
-
DETERMINAN LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS
-
ELEMENTOS.
ELECTRONES Y ENLACE QUÍMICO (3)
LOS ENLACES QUÍMICOS SE FORMAN DEBIDO A LA TRANSFERENCIA O COMPARTICIÓN DE ELECTRONES EXTERNOS.
MODELOS ATÓMICOS ¿Porqué existe la materia en formas tan diversas? ¿La materia cambia de forma por acción de la naturaleza? ¿Existen elementos primarios que forman a la materia?
AHORA SE DISPONÍA DE UN MODELO PARA DAR EXPLICACIONES A NUESTRAS PRIMERAS PREGUNTAS.
EL ELECTRÓN Y EL ENLACE QUÍMICO EL ELECTRÓN ES LA PIEDRA ANGULAR QUE NOS PERMITE PREDECIR Y EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO QUÍMICO DE LA MATERIA Y POR LO TANTO SU DIVERSIDAD.
EL ELECTRÓN Y EL ENLACE QUÍMICO (2) EL ÁTOMO, AUNQUE NO ES INDIVISIBLE COMO SE SUPUSO ORIGINALMENTE, NO CAMBIA EN SU ESENCIA CUANDO PARTICIPA EN REACCIONES QUÍMICAS
EL ELECTRÓN Y ELENLACE QUÍMICO (3) AL RELACIONAR LA REACTIVIDAD DE LOS ELEMENTOS CON SUS ELECTRONES EXTERNOS, SE LLEGÓ A LAS SIGUIENTES CONCLUSIONES:
EL ELECTRÓN Y EL ENLACE QUÍMICO (4) LAS CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS ESTABLES, SON LAS DE LOS GASES NOBLES (8 ELECTRONES EXTERNOS)
EL ELECTRÓN Y EL ENLACE QUÍMICO (5) CUANDO LOS ELEMENTOS REACCIONAN PARA FORMAR OTRAS SUSTANCIAS,TIENDEN A ADQUIRIR CONFIGURACIÓN DE GAS NOBLE.
ENLACE QUÍMICO EL ENLACE QUÍMICO ES LA UNIÓN ENTRE DOS ÁTOMOS O MOLÉCULAS ORIGINADA POR FUERZAS DE ORIGEN ELÉCTRICO.
continuar
ENLACE QUÍMICO (2) EL ENLACE QUÍMICO ES PRIMARIO CUANDO DOS ÁTOMOS COMPARTEN O INTERCAMBIAN SUS ELECTRONES EXTERNOS.
ENLACE QUÍMICO (3) CUANDO DOS MOLÉCULAS SE UNEN POR MEDIO DE INTERACCIONES ELÉCTRICAS SE DICE QUE HAN FORMADO UN ENLACE SECUNDARIO.
ENLACE QUÍMICO PRIMARIO Y SECUNDARIO ENLACE PRIMARIO ENLACE IÓNICO ENLACE COVALENTE ENLACE METÁLICO ENLACE SECUNDARIO ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO
CONCEPTO DE ELECTRONEGATIVIDAD CUANDO DOS ÁTOMOS FORMAN UN ENLACE QUÍMICO ENTRAN EN JUEGO LOS ELECTRONES EXTERNOS DE AMBOS ÁTOMOS. Y LOS NÚCLEOS LOS ATRAEN CON FUERZA DIFERENTE DEPENDIENDO DE SU ESTRUCTURA.
CONCEPTO DE ELECTRONEGATIVIDAD (2) LA CAPACIDAD QUE TIENEN LOS ÁTOMOS DE ATRAER ELECTRONES DE ENLACE SE LE CONOCE COMO: ELECTRONEGATIVIDAD
ELECTRONEGATIVIDAD DE METALES Y NOMETALES LA ELECTRONEGATIVIDAD DE LOS NOMETALES TENDRÁ VALORES ALTOS, Y LOS METALES TENDRAN VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD BAJOS.
VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD DE PAULING Período
1
1
H
2
13
14
15
16
17
Be
B
C
N
O
F
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Mg
Al
Si
P
S
Cl
2.1
2
Li
3
Na
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
4
K
Ca
Ga
Ge
As
Se 2.4 Te 2.1
Br
5 6
1.0
0.8
1.0
1.6
Rb 0.8
Sr
In 1.7 Tl 1.8
Cs
0.7
1.0
Ba 0.9
1.8
2.0
Sn
Sb 1.9 Bi 1.9
1.8
Pb 1.8
Po 2.0
2.8
I 2.5
At 2.2
DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD COMO SE OBSERVA, EL ELEMENTO MÁS ELECTRONEGATIVO ES EL FLUOR, Y EL MENOS ELECTRONEGATIVO ES EL CESIO. LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD ES UNA MEDIDA DE DONDE SE LOCALIZAN LOS ELECTRONES DE ENLACE
DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD (2) LA MÁXIMA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD SE PRESENTA ENTRE EL FLUOR 4.0 Y EL CESIO 0.7 (4.0 – 0.7 = 3.3).
DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD (3) ESTO SIGNIFICA QUE EL FLUOR ATRAE CON MAYOR INTENSIDAD LOS ELECTRONES DE ENLACE HACIENDO QUE PERMANEZCAN MAYOR TIEMPO EN LAS CERCANÍAS DE SU NÚCLEO ATÓMICO.
100 90
% DE IONICIDAD
80
CARACTER IONICO DEL ENLACE QUÍMICO
70 60 50 40 30 20 10 0 0.034 0.278 0.5
0.694 0.917 1.056 1.264 1.444 1.889 2.041 2.361 2.417 2.639 2.847
3
3.208 3.41 3.611 3.667 3.86
DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD
CARÁCTER DEL ENLACE QUÍMICO
CUANDO LA IONICIDAD DEL ENLACE ES MAYOR DEL 60 % , SE CONSIDERA QUE HAY TRANSFERENCIA DE ELECTRONES, Y SE CONOCE COMO ENLACE IONICO
CARÁCTER DEL ENLACE QUÍMICO (2) SI LA IONICIDAD ES MENOR DEL 60%., SE CONSIDERA QUE LOS ELECTRONES SE COMPARTEN Y SE CONOCE COMO ENLACE COVALENTE.
CARÁCTER DEL ENLACE QUÍMICO (3) EL ENLACE IONICO SE PRESENTA CUANDO LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD ENTRE LOS ÁTOMOS PARTICIPANTES ES DE 1.9 ó MAYOR.
CARÁCTER DEL ENLACE QUÍMICO (4) CUANDO LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIDAD ES MENOR DE 1.9 Y MAYOR QUE CERO EL ENLACE ES COVALENTE POLAR
CARÁCTER DEL ENLACE QUÍMICO (5) SI LA DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD ES CERO, EL ENLACE FORMADO ES COVALENTE PURO (NO POLAR)
CARACTER DEL ENLACE QUÍMICO TIPO DE ENLACE
DIFERENCIA DE ELECTRONEGATIVIDAD
% DE IONICIDAD
IONICO
MAYOR DE 1.9
COVALENTE POLAR COVALENTE PURO
MENOR DE 1.9 MAYOR DE 0 CERO
MAYOR DE 60% MENOR DE 60 % CERO
ENLACE IÓNICO
ENLACE ENTRE UN ELEMENTO METÁLICO (ELECTROPOSITIVO) Y UN ELEMENTO NOMETÁLICO (ELECTRONEGATIVO) MEDIANTE: LA TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Y FORMACIÓN DE IONES QUE SE MANTIENEN UNIDOS POR FUERZAS ELECTRICAS.
ENLACE IÓNICO (2) EL ÁTOMO METÁLICO PARA ADQUIRIR LA CONFIGURACIÓN DE GAS NOBLE, CEDE ELECTRONES Y FORMA UN CATIÓN, Y EL ÁTOMO NOMETÁLICO LOS ACEPTA PARA COMPLETAR A OCHO ELECTRONES EL NIVEL DE ENERGÍA EXTERNO Y FORMA UN ANIÓN.
ENLACE IÓNICO (3) • COMPUESTOS DE ENLACE QUÍMICO FUERTE. • SU ESTRUCTURA ES IONICA Y CRISTALINA. • SUS PUNTOS DE FUSIÓN SON MUY ALTOS. • SOLUBLES EN DISOLVENTES POLARES COMO EL AGUA. • CONDUCEN LA CORRIENTE ELÉCTRICA CUANDO SE ENCUENTRAN EN SOLUCIÓN ACUOSA.
ENLACE IÓNICO (4)
+ ION LITIO CATIÓN
-
-
Li+
-
-
-
+
-
-
ATRACCIÓN ELECTROSTÁTICA
Li
+
Cl-
Cl-
ION CLORURO ANIÓN
ESTRUCTURA DE COMPUESTOS IÓNICOS Electrón de valencia Cl1- Na1+ Cl1-
+
Na1+
+
Cl1- Na1+
Cl1- Na1+ Cl1Átomo de cloro Átomo de sodio
continuar
ENLACE COVALENTE ENLACE QUÍMICO ENTRE ÁTOMOS DE ELEMENTOS NO METÁLICOS. COMPARTEN ELECTRONES ENTRE DOS O MÁS ÁTOMOS PARA COMPLETAR LOS NIVELES DE ENERGÍA EXTERNOS. ELECTRONES LOCALIZADOS ENTRE NÚCLEOS..
ENLACE COVALENTE (2) ENLACE QUÍMICO FUERTE, QUE ORIGINA: MATERIALES QUEBRADIZOS. DE PUNTOS DE FUSIÓN RELATIVAMENTE MÁS BAJOS QUE LOS COMPUESTOS IÓNICOS FORMA MOLÉCULAS DISCRETAS INSOLUBLES EN DISOLVENTES POLARES AISLANTES ELÉCTRICOS
ENLACE COVALENTE (3)
O
H
O
H
H H
O O
O
C
O
O H
O C O
O
H
H
H
ENLACE COVALENTE
+ ﾃ》omo de carbono
+
+
+
+
+
++
++
+
+
++
++
+
ENLACE METÁLICO •
DEBIDO A SU BAJA ELECTRONEGATIVIDAD, EL METAL ESTÁ FORMADO POR “CATIONES” QUE SE MANTIENEN UNIDOS POR LOS ELECTRONES (e-).
•
LOS ELECTRONES EXTERNOS VIAJAN LIBREMENTE A TRAVÉS DEL METAL.
ENLACE METÁLICO (2) LOS ELECTRONES LIBRES: • SE ORIENTAN CON UN
CAMPO ELÉCTRICO, POR LO QUE SON BUENOS CONDUCTORES DE LA ELECTRICIDAD. • PUEDEN TRANSMITIR LA ENERGÍA CINÉTICA, POR LO QUE SON BUENOS CONDUCTORES DEL CALOR.
ENLACE METÁLICO (3) SU ESTRUCTURA PERMITE A LOS “CATIONES”: ALEJARSE DE FORMA HORIZONTAL SIN RÚPTURA DEL MATERIAL, POR LO QUE SE DICE QUE LOS METALES SON DÚCTILES.
ENLACE METÁLICO (4) DEBIDO AL ESPACIO ENTRE LOS “CATIONES PUEDEN ACERCARSE VERTICALMENTE, FORMANDO LÁMINAS, POR LO QUE SE DICE QUE LOS METALES SON MALEABLES.
MODELO DEL ENLACE METÁLICO ++
++
++
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++
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++
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN UN METAL
+ + + + + + +
++ ++
++ ++
++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
++ ++
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++ ++
++ ++
++ ++
++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
++ ++
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++ ++
++ ++
++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
++ ++
-
TRANSMISIÓN DEL CALOR EN UN METAL MOLÉCULAS VIBRANDO
ZONA DE CALENTAMIENTO BAJA TEMPERATURA
ALTA TEMPERATURA FLUJO DE CALOR
MALEABILIDAD EN LOS METALES ++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++ ++ ++ ++ ++ ++
++ ++ + ++ + ++ ++ + ++ ++ ++ ++ +
++
++ ++
++ ++
++
++
++
++ ++ ++ ++
AL GOLPEAR LOS METALES SE FORMAN LÁMINAS
++ ++ ++ ++ ++ ++++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ continuar
DUCTIBILIDAD EN LOS METALES
++ + + + ++ +
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
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++
++ ++
++
++ + + + ++ +
++ + + + ++ +
++ + + + ++ +
++ + + + ++ +
AL ESTIRAR UN METAL SE FORMA UN ALAMBRE
++ + + + ++ +
PROPIEDADES DEL AGUA •
ELECTRICAMENTE, LAS MOLÉCULAS DE AGUA SON DIPOLARES, POR LO QUE EXISTE ATRACCIÓN INTERMOLECULAR FUERTE (INTERACCIÓN DIPOLODIPOLO), POR LO CUAL, EL AGUA TIENE EXCELENTES PROPIEDADES DE DISOLUCIÓN DE SUSTANCIAS (DISOLVENTE UNIVERSAL).
continuar
PROPIEDADES DEL AGUA (2) • DEBIDO A SU PODER DE DISOLUCIÓN, EL AGUA ES EFECTIVA EN: •
EL INTEMPERISMO DE ROCAS Y MINERALES.
•
EN EL TRANSPORTE DE IONES Y NUTRIENTES DISUELTOS EN EL CUERPO HUMANO, PLANTAS Y ANIMALES.
PROPIEDADES DEL AGUA (3) DEBIDO A LAS GRANDES FUERZAS INTERMOLECULARES, EL AGUA: FUNDE Y HIERVE A TEMPERATURAS MUY ALTAS PARA SER UNA MOLÉCULA TAN LIGERA POSEE UNA ALTA CAPACIDAD CALORÍFICA. SUS CALORES DE FUSIÓN Y VAPORIZACIÓN SON MUY ALTOS, POR LO QUE EL AGUA SE CONSIDERA COMO EL PRINCIPAL RECIPIENTE DE CALOR DE LA TIERRA.
H O H H H
O H
O H
H
O H
H
O H
H
O H
H
a)
O H
H
H O
b)
H
LA MOLÉCULA DE AGUA Y SUS INTERACCIONES
O H
LA MOLÉCULA DE AGUA Y SUS INTERACCIONES (2)
Na1+
Cl1-
Cl1- Na1+
Cl
1-
H
Na1+
Cl1- Na1+ Cl1-
O
H
c)
H O H
continuar
PROPIEDADES DEL AGUA (4) AL TENER EL AGUA MOLÉCULAS DIPOLARES, SE ESTABLECEN INTERACCIONES MOLECULARES DIPOLO-DIPOLO, FORMÁNDOSE UN ENLACE QUÍMICO CONOCIDO COMO ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO, EL CUAL ES CAUSANTE DE LAS PROPIEDADES ANÓMALAS DEL AGUA: ALTO PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN ALTA CAPACIDAD DE DISOLUCIÓN DE SUSTANCIAS IONICAS. ALTA CAPACIDAD CALORÍFICA
H
H
+
-
O
O
+
H
+
+
H
ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO
EL ENLACE SE FORMA DEBIDO A LA POLARIZACIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE AGUA, LOS ELECTRONES TIENDEN A CONCENTRARSE EN LA VECINDAD DEL ÁTOMO DE OXÍGENO, DEJANDO A LOS HIDRÓGENOS CON DEFICIENCIA DE DENSIDAD ELECTRÓNICA. LA DIFERENCIA DE CARGA EN LAS MOLÉCULAS PERMITE LA FORMACIÓN DE UN ENLACE RELATIVAMENTE DEBIL.
CONCLUSIONES SOBRE LA IMPORTANCIA DEL ENLACE QUÍMICO • EL ENLACE IÓNICO “MANTIENE UNIDAS” A LAS ROCAS Y MINERALES • EL ENLACE COVALENTE “MANTIENE UNIDAS” A LAS “PERSONAS Y OTROS ORGANISMOS”. •EL ENLACE METÁLICO, “MANTIENE UNIDA” A LA CIVILIZACIÓN. •EL ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO DA AL AGUA SUS PROPIEDADES DISOLVENTES Y DE ALMACEN DE ENERGÍA