fisica

Enlaces moleculares
• Los átomos se unen para formar moléculas
• Una Teoría del enlace molecular debe explicar:
- por qué los átomos se juntan para formar moléculas
- por qué se unen en proporciones definidas
- las energías y fuerzas de enlace
- la geometría molecular

Energía de ionización, afinidad electrónica y
electronegatividad
• La estructura de capas completas (cerradas) en unátomo es muy
estable desde un punto de vista eléctrico y magnético
• Cuando dos átomos se aproximan para formar una molécula,
pueden ganar, perder o compartir electrones con el objetivo de
adquirir dicha estructura estable
• Existe un conjunto de magnitudes que cuantifican la tendencia de
un átomo a ganar o perder electrones cuando se aproxima a otro
átomo

• Energía de ionización (EI):energía mínima necesaria

para arrancar un electrón de un átomo neutro

+

A  A +e
→

−

Las energías de ionización más bajas corresponden a átomos que
necesitan perder pocos electrones para adquirir una estructura de
capas completas. El caso típico son los metales alcalinos (ns1), que
sólo necesitan un electrón para adquirir la estructura estable de
capas cerradas

•Afinidad electrónica (EA): energía liberada cuando u
átomo neutro adquiere un electrón
−

A +e  A
→

−

La afinidad electrónica es mayor para átomos que necesitan ganar
pocos electrones para adquirir una estructura de capas completa.
El caso típico son los halógenos que tienen una última capa de
estructura ns2 p5

• Electronegatividad (eN): medida de la capacidad de un

átomo en unamolécula para atraer electrones hacia sí mismo

Átomos con electronegatividad grande (electronegativos) tienden a
capturar electrones, mientras que átomos con electronegatividad
pequeña (electropositivos) tienen poca tendencia a capturar
electrones
Típicamente:

• metales  electropositivos
→
• no metales  electronegativos
→

• Dos escalas de electronegatividades:
• Mulliken:EI + EA
eN =
2

• Pauling: definición basada en la comparación de la energía
de enlace A-B con las energías de los enlaces A-A y B-B

e N = D(A − B) − [D(A − A ) ⋅ D(B − B)]

1/ 2

* D(A-B), D(A-A), D(B-B): energía de los enlaces A-B, A-A, B-B

Naturaleza de los enlaces moleculares:
• Las fuerzas que determinan la formación de enlaces
moleculares son fuerzas de tipoelectromagnético
• Dos tipos de enlaces:

• enlace iónico
• enlace covalente

Enlace iónico:
un átomo electropositivo cede electrones a un átomo electronegativo
dando lugar a un ión positivo y a un ión negativo, respectivamente

Na (Z=11): 1s2 2s2 2p6 3s1;

Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

la fuerza de atracción entre los dos iones determina la formación
del complejo molecular

Energía deinteracción:

---- : atracción culombiana

Q1Q 2
−r / a
U=−
+ b⋅e
r

• −k

Q1Q 2
:
r

• b ⋅ e −r / a :

atracción culombiana

repulsión cuando los átomos se acercan y comienzan
a solapar sus nubes electrónicas

Enlace covalente:
los átomos se enlazan compartiendo electrones no apareados de
sus capas externas

H

H

H2

• cada par de electrones compartidosconstituye un enlace
• un átomo puede formar tantos enlaces como electrones desapareados
en su capa más externa

1

H : 1s

2

2

2
x

1
y

1
z

O : 1s 2s 2p 2p 2p

• cuando los átomos enlazados tienen electronegatividades distintas,
los electrones compartidos pasan más tiempo alrededor del átomo
más electronegativo, dando lugar a un desplazamiento parcial
de carga (moléculapolar)

• los electrones compartidos pasan a formar parte de la molécula,
ocupando un orbital molecular, de función de onda ψ
• en el orbital molecular, la probabilidad de encontrar a los electrones
entre los núcleos es grande, apantallando la repulsión electrostática
entre los mismos y conduciendo a una estructura más estable de
menor energía: la molécula
1s

1s

H

H

H2...