ENLACES by Beatriz Arias

TEMA 5 UNIONES ENTRE ÁTOMOS

ÍNDICE  ¿POR QUÉ SE UNEN LOS ÁTOMOS? 2

 LA REGLA DEL OCTETO  MOLÉCULAS Y CRISTALES  ENLACE IÓNICO  ENLACE COVALENTE  ENLACE METÁLICO  MASA MOLECULAR. CÁLCULOS  EL MOL  ERRORES  GRÁFICAS

1. ¿Por qué se unen los átomos? Los sistemas físicos evolucionan hacia estado de mínima energía potencial, que se corresponden con una estabilidad máxima. Por ejemplo, cuando dos átomos de hidrógeno se acercan, se ponen en juego fuerzas que hacen que la energía disminuya y queden unidos. Dos o más átomos se unen si la energía del sistema es menor cuando están unidos que cuando están separados. Esta unión se denomina enlace químico.

Estudiaremos tres tipos de enlaces:  Enlace iónico: se da entre metal y no metal.  Enlace covalente: entre no metal y no metal.  Enlace metálico: entre elementos metálicos.

En el grupo de los no metales se incluyen también los semimetales y el H, que para los enlaces se comportan como no metales.

METALES

NO METALES

Los elementos metálicos

- no metales - semimetales -H

2. La regla del octeto. Los gases nobles poseen átomos muy estables que no se combinan con otros átomos y no modifican su estructura electrónica. Curiosamente, todos ellos tienen 8 electrones en su último nivel, salvo el helio que tiene 2. Por ello, se deduce que la colocación de los electrones de un gas noble es particularmente estable y se llama disposición de octeto. Regla del octeto: En la formación de compuestos, los átomos intercambian electrones hasta adquirir 8 electrones en su última capa.

La situación más estable para un átomo es:  tener 8 electrones en la última capa o,  tener la última capa de electrones completa.

3. Moléculas y cristales. Los átomos se pueden agrupar en moléculas o en cristales. Las moléculas Están formadas por un número definido de átomos, generalmente pequeño. Se denominan diatómicas si tienen dos átomos, triatómicas si tienen tres,….

Los cristales Las redes cristalinas o cristales están formados por un número variable de átomos, generalmente muy grande, que se disponen formando una estructura regular en tres dimensiones.

diamante

4. Enlace iónico. De acuerdo con la regla del octeto, muchos átomos tienden a ganar o perder electrones para adquirir mayor estabilidad. -

Los metales tienden a perder electrones, formando iones positivos o cationes. Los no metales tienden a ganar electrones, formando iones negativos o aniones.

Estos iones, al tener cargas opuestas, se atraen y permanecen unidos por fuerzas eléctricas. Cuando un número muy grande de iones positivos interaccionan con un número muy grande de iones negativos, el conjunto adquiere estabilidad y se forma un cristal iónico. 5 Propiedades de las sustancias iónicas.    

Son sólidos a temperatura ambiente. Son duros, difíciles de rayar. Son solubles en agua. En estado sólido no conducen la electricidad, por que los iones están fijos en la estructura cristalina, pero fundidos o disueltos si son conductores.

El ejemplo más característico de los cristales iónicos es el de sal común, que es el cloruro de sodio (NaCl). Los elementos metálicos se unen con elementos no metálicos, mediante enlaces iónicos, constituyendo cristales iónicos.

5. Enlace covalente. La unión entre dos átomos de elementos no metálicos entre sí se produce porque comparten electrones, y se denomina enlace covalente. Los átomos de los elementos no metálicos se comparten algunos electrones para completar su octeto. Esta unión se representa mediante el diagrama de Lewis. Los puntos representan electrones de la capa de valencia. Se utilizan distintos símbolos o diferentes colores para distinguir qué electrones son de cada átomo.

El par de electrones compartido se llama par de enlace.

Propiedades de las moléculas covalentes    

Están formadas por moléculas, como por ejemplo H2, O2, H2O y NH3. A temperatura ambiente la mayor parte son gases, o líquidos volátiles. No conducen el calor ni la electricidad Son poco solubles en agua, salvo excepciones.

Propiedades de los cristales covalentes    

pueden formar redes cristalinas muy estables, por ejemplo el diamante (C) y el cuarzo (SiO2). Son sólidos muy duros a temperatura ambiente con puntos de fusión muy elevados. No conducen el calor ni la electricidad. Son insolubles en agua.

6. Enlace metálico. Los átomos de los metales tienden a ceder electrones para ser más estables con la última capa de electrones completa, por lo que forman iones positivos. Estos iones se colocan ordenadamente en los nudos de una red y todos comparten los electrones cedidos, que forman una nube o gas electrónico en toda la red.

Los iones se colocan en el espacio del modo más compacto posible y de forma ordenada, originando redes tridimensionales cuya geometría depende del tamaño de los iones.

Propiedades de los metales    

Son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio. Son buenos conductores del calor y de la electricidad. Son maleables (se pueden deformar en láminas) y dúctiles (se pueden transformar en hilos), ya que la deformación no altera la estructura de la red. Tienen brillo metálico.

7. Masa molecular. Cálculos. Los conceptos de molécula y cristal permiten distinguir entre dos tipos de fórmulas: -

Fórmula molecular, para describir las agrupaciones de átomos que forman moléculas. El subíndice indica el número real de átomos de cada tipo que constituyen la molécula. Por ejemplo, la formula del tetracloruro de carbono, CCl4, indica que una molécula de este compuesto esta formada por un átomo de carbono y cuatro de cloro.

molécula de tetracloruro de carbono (CCl 4)

Formula empírica, para describir las redes cristalinas. El subíndice indica la proporción en que se encuentran los átomos de cada elemento en el cristal. Por ejemplo, la fórmula CaF2 indica que en la red de fluoruro de calcio hay dos átomos de flúor por cada átomo de calcio. red cristalina de fluoruro de calcio (CaF 2)

La masa molecular es la suma de las masas atómicas de los átomos que componen la unidad de fórmula. La composición centesimal de un compuesto indica qué tanto por ciento (%) de su masa molecular corresponde a cada uno de los elementos que los forman.

8. El mol. Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas unidades como átomos hay en 12 gramos de carbono 12. Los moles pueden ser de átomos, de moléculas, de iones, de electrones… Un mol de átomos de cualquier elemento contiene 6,02·1023 átomos del mismo. Un mol de moléculas contiene 6,02·1023 moléculas. Este número (6,02·1023) se llama número de Avogadro.

La masa atómica es la masa de un mol de átomos, y aparece en la tabla periódica. La masa molecular es la masa de un mol de moléculas. No viene en la tabla periódica, pero se calcula a partir de las masas de los átomos que la componen.

Relación del Mol y el Peso del Agua y de sus Partes 2 moles H

2 * 1.01 g

1 mol O

16.00 g

1 mol de agua

18.02 g