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1 • Covalente Polar Tema 5a Uniones químicas http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=gD4M3hGREb2NzM&tbnid=x3RI-xSPeCTiJM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.kalipedia.com%2Fciencias-vida%2Ftema%2Fgraficos-estructura-cristales-cloruro.html%3Fx1%3D20070924klpcnafyq_22.Ees%26x%3D20070924klpcnafyq_73.Kes&ei=CWyJUdCHKYW09QTqz4HQAQ&bvm=bv.46226182,d.dmQ&psig=AFQjCNFCEaBSKDkhdFjCEEQTiDj-UyylVw&ust=1368046935978770 http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=nF5wd3NpFOmKqM&tbnid=CSmmn1xd-t8INM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fichn.iec.cat%2Fbages%2Fgeologia%2FImatges%2520Grans%2Fchalita.htm&ei=lmyJUY7YJI2C9QSnwYHIDA&bvm=bv.46226182,d.dmQ&psig=AFQjCNFCEaBSKDkhdFjCEEQTiDj-UyylVw&ust=1368046935978770 Li + F Li+ F - 1s22s1 1s22s22p5 1s22s22p6 [He] [Ne] Li Li+ + e- e- + F F - F - Li+ + Li+ F - Unión iónica 2 • La diferencia de EN debe ser > 2 • Uno cede eletrones y el otro toma electrones. • Se forma un anión y un catión. • Luego hay atracción electrostática entre iones. 3 REGLA DE OCTETO, formulada por Lewis: • “Un átomo diferente del hidrógeno tiende a formar enlaces ganando, perdiendo o compartiendo electrones, hasta quedar rodeado por ocho electrones de valencia”. • Un octeto significa tener cuatro pares de electrones de valencia dispuestos alrededor del átomo. • A principios del siglo XX, el científico Lewis, observando la poca reactividad de los gases nobles (con ocho electrones en su último nivel), sugirió que los átomos al unirse “tienden” a adquirir una distribución de electrones en su último nivel igual a la del gas noble más próximo Regla del octeto http://www.visionlearning.com/library/x_linker.php?moid=2078 El enlace covalente se produce cuando dos o más átomos comparten uno o más pares de electrones. ¿Por qué compartirían electrones dos átomos? F F + 7e- 7e- F F 8e- 8e- F F F F Estructura de Lewis para F2 Par de e- Par de e- Par de e- Par de e- Enlace covalente simple Enlace covalente simple 4 Unión o enlace covalente http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=QtCWXE5CMB2r0M&tbnid=LrmN4A0IKVCGAM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.bsc2.ehb-schweiz2.ch%2FChemie%2FSimulationen%2520Chemie%2FBindung%2FBindungstypen%2520Animation.htm&ei=X22JUb7dI5Sm8QTm1IGQAw&bvm=bv.46226182,d.dmQ&psig=AFQjCNG4Rusu9OpISQfwBk9c-Z_hhGOIdA&ust=1368047235542325 8e- H H O + + O H H O H H o 2e- 2e- Estructura de Lewis para el agua Enlaces covalentes simples polares r Union triple – dos átomos comparten tres pares de electrones N 8e- 8e- N N Triple enlace No polar Triple enlace o 5 N Covalentes simple, doble, triple δ− δ− δ+ δ+ μ = 1,84 D Unión doble – dos átomos comparten dos pares de electrones O C O o O C O 8e- 8e- 8e- Enlaces dobles Enlaces dobles Covalentes polares Molécula NO POLAR (es plana) Molécula POLAR (es angular) H F F H El enlace covalente es polar cuando hay diferencia de electronegatividad entre los dos átomos. d- Alta electronegatividad d + Mediana electronegatividad mucha e- mediana e- d+ d- 6 Covalente Polar La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer los electrones compartidos en un enlace químico. Electronegatividad es relativa, F es el más electronegativo 7 Electronegatividad H F http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=QtCWXE5CMB2r0M&tbnid=LrmN4A0IKVCGAM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.eduteka.org%2Fproyectos.php%2F1%2F5462&ei=Fm2JUafdDYu49gTH4oHoDA&bvm=bv.46226182,d.dmQ&psig=AFQjCNG4Rusu9OpISQfwBk9c-Z_hhGOIdA&ust=1368047235542325 Escala de electronegatividad relativa de Pauling F es el más electronegativo 8 Escala relativa de Pauling Unión Covalente Dativa. Se produce cuando solo uno de los elementos aporta el par para compartir. O S → O SO2 9 Covalente dativa Molécula de SO: enlace covalente doble Molécula de SO2: enlace covalente doble y un enlace dativos. :S ═ O: ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ S ═ O: ˙ ˙ :O ← ˙ ˙ ˙ ˙ Molécula de SO3: enlace covalente doble y dos enlaces covalentes dativos. S ═ O: ˙ ˙ :O ← ˙ ˙ ˙ ˙ ↓ :O: ˙ ˙ 10 Compuesto iónico Compuesto covalente no polar Compuesto covalente polar Unión Metálica: Se tienen cationes en posiciones fijas en un mar de electrones. • Cristales con puntos de entrecruzamiento ocupados por átomos de metal • Se mantienen unidos por enlaces metálicos • Blandos a duros, punto de fusión de bajo a alto • Buenos conductores de calor y electricidad Corte transversal de un cristal metálico núcleo y capa interna e- “mar” móvil de e- 11 Unión metálica Clasifique los siguientes enlaces en iónicos, covalentes polares y covalentes: Cs – 0.7 Cl – 3.0 3.0 – 0.7 = 2.3 Iónico H – 2.1 S – 2.5 2.5 – 2.1 = 0.4 Covalente Polar N – 3.0 N – 3.0 3.0 – 3.0 = 0 Covalente 12 13 La electronegatividad es una propiedad que ayuda a distinguir el enlace covalente no polar del enlace covalente polar . Si existe una gran diferencia de electronegatividad entre los átomos, tenderá a formar enlaces iónicos (NaCl, CaO) Si los átomos tienen electronegatividades similares tienden a formar entre ellos, enlaces covalentes polares porque el desplazamiento de la densidad electrónica es pequeño. Solo los átomos de un mismo elemento, con igual electronegatividad pueden unirse por medio de un enlace covalente puro. Polaridad de los enlaces y EN 14 • Son sólidos a temperatura ambiente y tienen punto de fusión elevado (mayor a 400 ºC) porque las fuerzas electrostáticas que mantienen unidos a los iones en un compuesto iónico son muy fuertes. • En el estado sólido cada catión esta rodeado por un número especifico de aniones y viceversa. • Son duros y quebradizos, solubles en agua, y sus disoluciones acuosas conducen la electricidad, debido a la presencia de iones en estos compuestos. • También conducen la electricidad, en estado fundido. • En estado sólido son malos conductores de la electricidad. Propiedades de los compuestos iónicos 15 Compuestos covalentes son aquellos que solo contienen enlaces covalentes. • La mayoría de los compuestos covalentes son insolubles en agua • Si se llegan a disolver las disoluciones acuosas no conducen la electricidad. • En estado líquido o fundido no conducen la electricidad porque no hay iones presentes. Propiedades de compuestos covalentes 16 a) Moleculares: existen como moléculas independientes, se presentan en estado gaseoso (ejemplo Cloro), líquido (ejemplo: bromo), o sólido (ejemplo yodo) b) Macromoleculares (redes covalentes): son grandes agregados de átomos que se hallan unidos por enlaces covalentes (ejemplo: diamante, grafito, cuarzo), poseen elevado punto de fusión, son poco volátiles. Con excepción del grafito, no conducen la corriente eléctrica. Tipos de compuestos covalentes Diamante: tetraedros de átomos de C Grafito: láminas de átomos de C 17 • Poseen puntos de fusión y ebullición elevados. • Son insolubles en agua • Conducen la electricidad incluso en estado sólido (sólo se calientan: cambio físico). • La conductividad es mayor a bajas temperaturas, ya que el todo el sólido vibra con la temperatura. • Pueden deformarse sin romperse Propiedades de la sustancias metálicas 18 “El modelo de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia” explica la distribución geométrica de los pares electrónicos que rodean al átomo central, en términos de la repulsión electrónica entre dichos pares. Es una forma sencilla de predecir las formas de los compuestos que tienen elementos de los grupos principales como átomos centrales.TRePEV Postulados: • El factor más importante que determina la geometría de una molécula son los pares de electrones de valencia (de la CEE) de los átomos involucrados en las uniones. • Dichos pares de electrones se distribuyen en el espacio de manera tal que la distancia entre ellos sea la máxima posible para que la repulsión entre ellos sea la mínima posible. • Los pares de electrones no compartidos o libres (que no forman uniones) “ocupan” más espacio que los pares compartidos. Esto hace que el ángulo de enlace entre los pares compartidos sea menor al tetraédrico. • A los efectos de determinar la geometría, las uniones múltiples (dobles o triples) se deben considerar como si fueran simples (como si se compartiera un solo par de electrones). 19 TRePEV 20 Pasaje Sólido a Líquido Pasaje Líquido a Gaseoso http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=XK1aCJdS8rZiQM&tbnid=uQ-mJ1aU3LyUAM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fcienciaysalud.laverdad.es%2Fla-alimentacion%2Fla-nutricion-ciencia%2Fla-estructura-agua-article.html&ei=rlGeUbmTE47M9ATR9oD4BQ&bvm=bv.46865395,d.dmQ&psig=AFQjCNGe6W03knzwFNkOtESLvVUFPV2JXg&ust=1369416463070102 http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=OzahVo23dTFj5M&tbnid=odkpJ6p959rEWM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.asturnatura.com%2Fbioelementos-biomoleculas-inorganicas%2Fagua.html&ei=AFOeUZWAHo-w8QSUkoHYCA&bvm=bv.46865395,d.dmQ&psig=AFQjCNEmQvCpAIMQYPiN6115-d7PIJckqw&ust=1369416765189138 http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=YEgNThg2SbQ9hM&tbnid=IVX5Q-K8JSsegM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fes.123rf.com%2Fphoto_5234314_foto-de-una-estructura-de-hielo-de-cerca.html&ei=vFSeUYnvFYKK9QS6hoH4Dw&bvm=bv.46865395,d.dmQ&psig=AFQjCNFYoe8hqmeipDfJPiqtr_tvyHG4FQ&ust=1369417247160558 21 Factores que influyen en las fuerzas intermoleculares. • Carga eléctrica. • Momento dipolar de la molécula (electronegatividad de los elementos que forman la molécula). • Polarizabilidad (facilidad con la cual la distribución electrónica en el átomo o la molécula puede ser distorsionada). Propiedades que dependen de las fuerzas intermoleculares • Punto de fusión y ebullición. (Presión de vapor). • Viscosidad. • Tensión superficial. • Solubilidad. • Densidad. + + + + - - - - Fuerzas intermoleculares Son interacciones entre moléculas ó Fuerzas de Van der Waals 1) Dipolos transitorios-Dipolos inducidos También se llaman fuerzas de London (son transitorias) Se deben a las irregularidades que se producen en la nube electrónica de los átomos de las moléculas por efecto de la proximidad mutua. La formación de un dipolo instantáneo en una molécula origina la formación de un dipolo inducido en una molécula cercana de manera que se origina una fuerza de atracción débil entre las dos. Las fuerzas de dispersión dispersión o fuerzas de London son fuerzas atractivas débiles que se establecen fundamentalmente entre sustancias no polares, aunque también están presentes en las sustancias polares. Fuerzas dipolo-dipolo Se dan entre moléculas que poseen momento dipolar permanente (enlaces polares con molécula polar). Ejemplo: HCl- HCl, H2O-H2O Fuerzas dipolo-dipolo inducido Tienen lugar entre una molécula polar y una molécula apolar. La carga de una molécula polar provoca una distorsión en la nube electrónica de la molécula apolar y la convierte, de modo transitorio, en un dipolo. Un dipolo permanente puede alterar la distribución electrónica de un átomo o molécula no polar resultando un dipolo inducido. H2O-Benceno. 2) Dipolos-Dipolos Puentes de Hidrógeno (es un dipolo-dipolo especial) Se producen entre un átomo de H de un enlace muy polarizado y un par de e- no compartido de un átomo muy electronegativo. más electronegativos, N, O o F, N-H, O-H, o F-H y un átomo electronegativo de O, de N, o de F. Permite explicar los altos puntos de ebullición de compuestos como HF, H2O y NH3 debido a energía requerida la ruptura de puentes de Hidrógeno. O H H d+ d- O H H d+ d+ 3) Puentes de Hidrógeno Es la unión del hidrógeno al O, N ó F que son muy electronegativos, lo que provoca un momento dipolar de enlace muy grande generando un campo eléctrico grande alrededor del hidrógeno. Efecto del puente de hidrógeno sobre el punto de ebullición. 3) Puentes de Hidrógeno A u m e n ta l a e n e rg ía d e a tr a c c ió n Puente de hidrógeno (distancia fija ≈ 200 pm) Ión-ión (1/r) Ión-dipolo (1/r2) Dipolo-dipolo (1/r3) Ión-dipolo inducido (1/r4) Dipolo-dipolo inducido (1/r5) Dipolo inducido-dipolo inducido 1/r6) Son funciones inversas de las distancias r a varias potencias Comparación de las diferentes fuerzas no covalentes + - - - - d+ d- Las interacciones con iones se verán en el tema de Líquidos Interacció n Ión-dipolo
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