Uniones quimicas

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UNION QUÍMICA
Las fuerzas de atracción que mantienen juntos a los átomos en los compuestos, se llaman enlaces químicos. Cuando los átomos se enlazan, los electrones se redistribuyen para que aumente su atracción por ambos núcleos, haciendo disminuir la energía total del conjunto por debajo de los átomos separados. Los dos modelos extremos de distribución de electrones son el iónico y elcovalente. La mayor parte de enlaces no se ajustan estrictamente a estos modelos y se describen mejor considerando una mezcla de ellos.

UNION IÓNICA Elemento de BAJA ELECTRONEGATIVIDAD (baja energía de ionización, baja afinidad electrónica METAL + Elemento de ALTA ELECTRONEGATIVIDAD (alta energía de ionización, alta afinidad electrónica NO-METAL

∆ electronegatividad > 2
ATRACCIÓN ELECTROSTÁTICAIONES MONOATÓMICOS → CONFIGURACIÓN GAS NOBLE MÁS PRÓXIMO

Na

+

Cl
1s2 2s2 2p63s2 3p5

Na +
[Ne]

Cl

1s2 2s2 2p63s1

[Ar]

Na(g)  Na+(g) + e(g) Cl(g)  Cl-(g) + e(g)

Energía requerida = 494 kJ/mol Cambio E = + 145 kJ/mol Energía liberada = 349 kJ/mol

Pero Cl-(g) + Na+(g)  NaCl (s) Energía liberada = 787 kJ/mol Atracción Coulómbica ∆E = 145 – 787 = -642 kJ/mol

Iones deigual carga se repelen, iones de diferente carga se atraen, para formar un cristal se suman z1z 2 e 2 todas las contribuciones, la energía potencial de Coulomb entre dos iones es: E P ,12 = 4πε 0 d 12

1

+

+

Ordenamiento alternado de iones

Ereticular α

q+ qr

r

UNION COVALENTE Regla del octeto: los átomos se acercan todo lo posible a completar sus octetos compartiendo paresde electrones. Estructuras de Lewis: estructuras dibujando electrones del valencia como puntos. Si hay dudas en elegir el átomo central una buena aproximación es elegir el elemento de menor electronegatividad, y ordenar los átomos simétricos alrededor del átomo central. Ej: H2CO Paso 1: contar electrones de valencia: 1+1+4+6=12 Contar los pares de electrones: 6 Paso 2: ubicar los átomos H C O H
HC O H

Paso 3: localizar pares de e que forman uniones

identificar los pares de e no ubicados

::: (3)

Paso 4: completar los octetos

H .. .. C O .. .. H

Paso 5: Representar los enlaces

H C H 2 .. O ..

PURA: Se estable entre dos no-metales de IDENTICA electronegatividad. Uniones entre átomos del mismo elemento

1s1

1s1

[He]

H+ H O O

H H O O
[Ne]

;

HH O OLos electrones se COMPARTEN. Los dos átomos quedan unidos formando una entidad discreta; una MOLECULA de hidrogeno

+

;

[He]2s2 2p4

N

+

N

N O O
Enlace Doble
+ 4 pares de no unión

N
[Ne]

;

N N

N N

[He]2s2 2p3

H H
Enlace Simple

Enlace triple
+ 2 pares de no unión

Fuerza del Enlace

3

RESONANCIA

Ion nitrato

hay 4 orbitales molecularestipo π

4

Benceno

Hay seis orbitales tipo π, el que se muestra es el de menor energía

Expansión del octeto Elementos del 3º y 4ºperíodos

Problemas con estructuras de Lewis Carga formal = Nº electrones de valencia – Nº electrones no compartidos – Nº de uniones Otra forma Cf = Nº electrones de valencia – Nº electrones no compartidos – ½(Nº total de electrones de enlace) Carga moléculaó ión debe ser = Σ(cargas formales)

Azida N3 Ozono

-

N N N

- + [N N N ]

no es correcta (N iguales)

Las dos estructuras resonantes son equivalentes 5

Trifluoruro de Boro

F B F
La carga formal es cero para B y F Estructuras resonantes (B cumple con el octeto) (+) F - B F F (+) - B F F F F - B (+) F F

F

Ahora la carga formal es +1 para F y -1 para B, pero hay tresestructuras resonantes Distancia B-F es 131 pm comparada con 137 pm en enlace simple

Ion sulfato En la estructura carga formal S = +2 carga formal O = -1

En la estructura

carga formal S = 0 carga formal 2 O = -1; 2 O = 0

Hay menor carga formal y menos separación octeto expandido, mejor estructura ( 6 estructuras de resonancia) - S comparte 6 electrones

Tiocianato

contribución de...
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