Enlaces qumicos[editar]Longitudes de enlacetpicas, en pm,yenerga
de enlaceen kJ/mol.Informacin recopilada de[1].
EnlaceLongitud(pm)Energa(kJ/mol)
H Hidrgeno
HH74436
HC109413
HN101391
HO96366
HF92568
HCl127432
HBr141366
C Carbono
CH109413
CC154348
C=C134614
CC120839
CN147308
CO143360
CF135488
CCl177330
CBr194288
CI214216
CS182272
N Nitrgeno
NH101391
NC147308
NN145170
NN110945
O Oxgeno
OH96366
OC143360
OO148145
O=O121498
F, Cl, Br, I Halgenos
FH92568
FF142158
FC135488
ClH127432
ClC177330
ClCl199243
BrH141366
BrC194288
BrBr228193
IH161298
IC214216
II267151
S Azufre
CS182253
Estos enlaces qumicos son fuerzasintramoleculares, que mantienen
a los tomos unidos en lasmolculas. En la visin simplista del enlace
localizado, el nmero de electrones que participan en un enlace (o
estn localizados en un orbital enlazante), es tpicamente un nmero
par de dos, cuatro, o seis, respectivamente. Los nmeros pares son
comunes porque las molculas suelen tener estados energticos ms
bajos si los electrones estn apareados. Teoras de enlace
sustancialmente ms avanzadas han mostrado que lafuerza de enlaceno
es siempre un nmero entero, dependiendo de la distribucin de los
electrones a cada tomo involucrado en un enlace. Por ejemplo, los
tomos de carbono en elbencenoestn conectados a los vecinos
inmediatos con una fuerza aproximada de 1.5, y los dos tomos en
elxido ntrico, NO, estn conectados con aproximadamente 2.5.
Elenlace cudrupletambin son bien conocidos. El tipo de enlace
fuerte depende de la diferencia enelectronegatividady la
distribucin de los orbitales electrnicos disponibles a los tomos
que se enlazan. A mayor diferencia en electronegatividad, con mayor
fuerza ser un electrn atrado a un tomo particular involucrado en el
enlace, y ms propiedades "inicas" tendr el enlace ("inico"
significa que los electrones del enlace estn compartidos
inequitativamente). A menor diferencia de electronegatividad,
mayores propiedades covalentes (comparticin completa) del
enlace.Los tomos enlazados de esta forma tienen carga elctrica
neutra, por lo que el enlace se puede llamar no polar.Los enlaces
covalentes pueden ser simples cuando se comparte un solo par de
electrones, dobles al compartir dos pares de electrones, triples
cuando comparten tres tipos de electrones, o cudruples cuando
comparten cuatro tipos de electrones.Los enlaces covalentes no
polares se forman entre tomos iguales, no hay variacin en el nmero
de oxidacin. Los enlaces covalentes polares se forman con tomos
distintos con gran diferencia de electronegatividades. La molcula
es elctricamente neutra, pero no existe simetra entre las cargas
elctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por
ser electropositivo y el otro electronegativo.Enlace
covalente[editar]Artculo principal:Enlace covalenteEl enlace
covalente polar es intermediado en su carcter entre un enlace
covalente y un enlace inico. Los tomos enlazados de esta forma
tienen carga elctrica neutra.Los enlaces covalentes pueden ser
simples cuando se comparte un solo par de electrones, dobles al
compartir dos pares de electrones, triples cuando comparten tres
pares de electrones, o cudruples cuando comparten cuatro pares de
electrones.Los enlaces covalentes no polares se forman entre tomos
iguales, no hay variacin en el nmero de oxidacin. Los enlaces
covalentes polares se forman con tomos distintos con gran
diferencia de electronegatividades. La molcula es elctricamente
neutra, pero no existe simetra entre las cargas elctricas
originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser
electropositivo y el otro electronegativo.En otras palabras, el
enlace covalente es la unin entre tomos en donde se da un
compartimiento de electrones, los tomos que forman este tipo de
enlace son de carcter no metlico. Las molculas que se forman con
tomos iguales (mononucleares) presentan un enlace covalente pero en
donde la diferencia de electronegatividades es nula.Se presenta
entre los elementos con poca diferencia de electronegatividad (<
1.7), es decir cercanos en la tabla peridica de los elementos
qumicos o bien, entre el mismo elemento para formar molculas
diatomicas.Enlace inico o electrovalente[editar]Artculo
principal:Enlace inicoEl enlace inico es un tipo de interaccin
electrosttica entre tomos que tienen una gran diferencia de
electronegatividad. No hay un valor preciso que distinga la
ionicidad a partir de la diferencia de electronegatividad, pero una
diferencia sobre 2.0 suele ser inica, y una diferencia menor a 1.7
suele ser covalente. En palabras ms sencillas, un enlace inico es
aquel en el que los elementos involucrados aceptan o pierden
electrones (se da entre un catin y un anin) o dicho de otra forma,
aquel en el que un elemento ms electronegativo atrae a los
electrones de otro menos electronegativo.3El enlace inico implica
la separacin enionespositivos y negativos. Las cargas inicas suelen
estar entre -3ea +3e.1) Se presenta entre los elementos con gran
diferencia de electronegatividad (>1.7), es decir alejados de la
tabla peridica: entre metales y no metales. 2) Los compuestos que
se forman son slidos cristalinos con puntos de fusin elevados. 3)
Se da porTRANSFERENCIAde electrones: un tomoPIERDEy el otro 'GANA'.
4) Se forman iones(cationes y aniones).Enlace covalente
coordinado[editar]Artculo principal:Enlace de coordinacinEl enlace
covalente coordinado, algunas veces referido como enlace dativo, es
un tipo de enlace covalente, en el que los electrones de enlace se
originan slo en uno de los tomos, el donante de pares de
electrones, o base de Lewis, pero son compartidos aproximadamente
por igual en la formacin del enlace covalente. Este concepto est
cayendo en desuso a medida que los qumicos se pliegan a lateora de
orbitales moleculares. Algunos ejemplos de enlace covalente
coordinado existen ennitronasy elborazano. El arreglo resultante es
diferente de un enlace inico en que la diferencia de
electronegatividad es pequea, resultando en una covalencia. Se
suelen representar por flechas, para diferenciarlos de otros
enlaces. La flecha muestra su cabeza dirigida al aceptor de
electrones o cido de Lewis, y la cola a la base de Lewis. Este tipo
de enlace se ve en el ionamonio.Enlaces de uno y tres
electrones[editar]Los enlaces con uno o tres electrones pueden
encontrarse en especiesradicales, que tienen un nmero impar de
electrones. El ejemplo ms simple de un enlace de un electrn se
encuentra en elcation hidrgeno molecular, H2+. Los enlaces de un
electrn suelen tener la mitad de energa de enlace, de un enlace de
2 electrones, y en consecuencia se les llama "medios enlaces". Sin
embargo, hay excepciones: en el caso deldilitio, el enlace es
realmente ms fuerte para el Li2+de un electrn, que para el Li2de
dos electrones. Esta excepcin puede ser explicada en trminos de
hibridacin y efectos de capas internas.4El ejemplo ms simple de
enlace de tres electrones puede encontrarse en el catin de helio
dimrico, He2+, y puede ser considerado tambin medio enlace porque,
en trminos de orbitales moleculares, el tercer electrn est en un
orbital antienlazante que cancela la mitad del enlace formado por
los otros dos electrones. Otro ejemplo de una molcula conteniendo
un enlace de tres electrones, adems de enlaces de dos electrones,
es elxido ntrico, NO. La molcula de oxgeno, O2, tambin puede ser
vista como si tuviera dos enlaces de 3-electrones y un enlace de
2-electrones, lo que justifica suparamagnetismoy suorden formal de
enlacede 2.5Las molculas con nmero impar de electrones suelen ser
altamente reactivas. Este tipo de enlace slo es estable entre tomos
con electronegatividades similares.5Enlaces
flexionados[editar]Losenlaces flexionados, tambin conocidos como
enlaces banana, son enlaces en molculas tensionadas o
impedidasestricamentecuyos orbitales de enlaces estn forzados en
una forma como de banana. Los enlaces flexionados son ms
susceptibles a las reacciones que los enlaces ordinarios. El enlace
flexionado es un tipo de enlace covalente cuya disposicin geomtrica
tiene cierta semejanza con la forma de una banana. doble enlace
entre carbonos se forma gracias al traslape de dos orbitales
hbridos sp3. Como estos orbitales no se encuentran exactamente uno
frente a otro, al hibridarse adquieren la forma de banana.Enlaces
3c-2e y 3c-4e[editar]En elenlace de tres centros y dos
electrones("3c-2e"), tres tomos comparten dos electrones en un
enlace. Este tipo de enlace se presenta en compuestos deficientes
en electrones, como eldiborano. Cada enlace de ellos (2 por molcula
en el diborano) contiene un par de electrones que conecta a los
tomos de boro entre s, con un tomo de hidrgeno en el medio del
enlace, compartiendo los electrones con los tomos de boro.Elenlace
de tres centros y cuatro electrones("3c-4e") explica el enlace
enmolculas hipervalentes. En ciertos compuestos aglomerados, se ha
postulado la existencia deenlaces de cuatro centros y dos
electrones.En ciertos sistemas conjugados (pi), como elbencenoy
otros compuestosaromticos, y en redes conjugadas slidas como
elgrafito, los electrones en el sistema conjugado de enlaces estn
dispersos sobre tantos centros nucleares como existan en la molcula
o la red.Enlace aromtico[editar]En muchos casos, la ubicacin de los
electrones no puede ser simplificada a simples lneas (lugar para
dos electrones) o puntos (un solo electrn). Encompuestos aromticos,
los enlaces que estn en anillos planos de tomos, laregla de
Hckeldetermina si el anillo de la molcula mostrar estabilidad
adicional.En elbenceno, el compuesto aromtico prototpico, 18
electrones de enlace mantiene unidos a 6 tomos de carbono para
formar una estructura de anillo plano. Elorden de enlaceentre los
diferentes tomos de carbono resulta ser idntico en todos los casos
desde el punto de vista qumico, con una valor equivalente de
aproximadamente 1.5.En el caso de los aromticosheterocclicosy
bencenos sustituidos, las diferencias de electronegatividad entre
las diferentes partes del anillo pueden dominar sobre el
comportamiento qumico de los enlaces aromticos del anillo, que de
otra formar sera equivalente.Enlace metlico[editar]En unenlace
metlico, los electrones de enlace estn deslocalizados en una
estructura de tomos. En contraste, en los compuestos inicos, la
ubicacin de los electrones enlazantes y sus cargas son estticas.
Debido a la deslocalizacin o el libre movimiento de los electrones,
se tienen las propiedades metlicas de conductividad, ductilidad y
dureza.Enlace intermolecular[editar]
Fuerzas de van der Waals.Hay cuatro tipos bsicos de enlaces que
se pueden formar entre dos o ms molculas, iones o tomos que de otro
modo no estaran asociados. Lasfuerzas intermolecularesoriginan que
las molculas se atraigan o repelan unas a otras. Frecuentemente,
esto define algunas sus caractersticas fsicas (como elpunto de
fusin) de una sustancia.Dipolo permanente a dipolo
permanente[editar]Una gran diferencia deelectronegatividadentre dos
tomos enlazados fuertemente en una molcula ocasiona la formacin de
undipolo(un par positivo-negativo de cargas elctricas parciales
permanentes). Los dipolos se atraen o repelen unos a otros.Enlace
de hidrgeno[editar]
Enlace de hidrgeno.En alguna forma este es un ejemplo de un
dipolo permanente especialmente fuerte. Sin embargo, en el enlace
de hidrgeno, el tomo de hidrgeno est ms cerca a ser compartido
entre los tomos donante y el receptor, en unenlace 3-c 2-e. Los
enlaces de hidrgeno explican elpunto de ebullicinrelativamente alto
de los lquidos como el agua, amonaco, yfluoruro de hidrgeno,
comparado con sus contrapartes ms pesadas en el mismo grupo de
latabla
peridica.http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_qu%C3%ADmico#Enlaces_qu.C3.ADmicos1.3Regla
del octetoLaregla del octeto, enunciada en1916porWalter Kossel,
dice que la tendencia de losionesde los elementos delsistema
peridicoes completar sus ltimos niveles de energa con una cantidad
de 8 iones que tienen carga negativa, es decirelectrones, de tal
forma que adquiere una configuracin muy estable. Esta configuracin
es semejante a la de ungas noble,1los elementos ubicados al extremo
derecho de latabla peridica. Los gases nobles son elementos
electroqumicamente estables, ya que cumplen con laestructura de
Lewis, son inertes, es decir que es muy difcil que reaccionen con
algn otro elemento. Esta regla es aplicable para la creacin de
enlaces entre lostomos, la naturaleza de estos enlaces determinar
el comportamiento y las propiedades de las molculas. Estas
propiedades dependern por tanto del tipo deenlace, del nmero de
enlaces por tomo, y de lasfuerzas intermoleculares.Existen
diferentes tipos deenlace qumico, basados todos ellos, como se ha
explicado antes en la estabilidad especial de la configuracin
electrnica de los gases nobles, tendiendo a rodearse de ocho
electrones en su nivel ms externo. Este octeto electrnico puede ser
adquirido por un tomo de diferentes maneras: Enlace inico Enlace
covalente Enlace metlico Enlaces intermoleculares Enlace
coordinadoEs importante saber, que la regla del octeto es una regla
prctica aproximada que presenta numerosas excepciones pero que
sirve para predecir el comportamiento de muchas sustancias.
CO2, con dos enlaces dobles.En la figura se muestran los
4electrones de valenciadelcarbono, creando dos enlaces covalentes,
con los 6 electrones en el ltimo nivel de energa de cada uno de
losoxgenos, cuya valencia es 2. La suma de los electrones de cada
uno de los tomos son 8, llegando al octeto. Ntese que existen casos
de molculas con tomos que no cumplen el octeto y son estables
igualmente.2.2.Unenlace covalenteentre dos tomos o grupos de tomos
se produce cuando estos tomos se unen, para alcanzar el octeto
estable, compartenelectronesdel ltimo nivel.1La diferencia de
electronegatividades entre los tomos no es suficiente.De esta
forma, los dos tomos comparten uno o mspares electrnicosen un nuevo
tipo de orbital, denominadoorbital molecular. Los enlaces
covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos ono
metales.El enlace covalente se presenta cuando dos tomos comparten
electrones para estabilizar la unin.A diferencia de lo que pasa en
unenlace inico, en donde se produce la transferencia de electrones
de un tomo a otro; en el enlace covalente, los electrones de enlace
son compartidos por ambos tomos. En el enlace covalente, los dos
tomos no metlicos comparten uno o ms electrones, es decir se unen a
travs de sus electrones en el ltimo orbital, el cual depende
delnmero atmicoen cuestin. Entre los dos tomos pueden compartirse
uno, dos o tres pares de electrones, lo cual dar lugar a la
formacin de un enlace simple, doble o triple respectivamente. En
larepresentacin de Lewis, estos enlaces pueden representarse por
una pequea lnea entre los tomos.2.2.1TEORAS PARA EXPLICAR EL ENLACE
COVALENTE Y SUS ALCANCES
Normal
Se define de la siguiente manera: "Es el fenmeno qumico mediante
el cual dos tomos se unen compartiendo una o varias parejas de
electrones; por lo tanto, no pierden ni ganan electrones, sino que
los comparten".Un tomo puede completar su capa externa compartiendo
electrones con otro tomo.
Cada par de electrones comunes a dos tomos se llama doblete
electrnico. Esta clase de enlace qumico se llama covalente, y se
encuentra en todas las molculas constituidas por elementos no
metlicos, combinaciones binarias que estos elementos forman entre
s, tales como hidruros gaseosos y en la mayora de compuestos de
carbono.Cada doblete de electrones (representado por el signo :)
Intercalado entre los smbolos de los tomos, indica un enlace
covalente sencillo y equivale al guin de las frmulas de
estructura.
En enlace covalente puede ser: sencillo, doble o triple, segn se
compartan uno, dos o tres pares de electrones.
CoordinadoSe define de la siguiente forma: "Es el enlace que se
produce cuando dos tomos comparten una pareja de electrones, pero
dicha pareja procede solamente de uno de los tomos combinados.En
este caso el enlace se llama covalente dativo o coordinado. El tomo
que aporta la pareja de electrones recibe el nombre de donante, y
el que los recibe, aceptor. Cuando queremos simplificar la formula
electrnica se pone una flecha que va del donante al aceptor.
2.2.1.3Teoras del Enlace de Valencia.
En qumica, la teora del enlace de valencia explica la naturaleza
de un enlace qumico en una molcula, en trminos de las valencias
atmicas.[1] La teora del enlace de valencia resume la regla que el
tomo central en una molcula tiende a formar pares de electrones, en
concordancia con restricciones geomtricas, segn est definido por la
regla del octeto. La teora del enlace de valencia est cercanamente
relacionada con la teora del orbital molecular.
Una estructura de enlace de valencia es similar a unaestructura
de Lewis, sin embargo, pueden escribirse varias estructuras de
enlace de valencia donde no puede escribirse slo una estructura de
Lewis. Cada una de estas estructuras de EV representa a una
estructura de Lewis especfica. La combinacin de las estructuras de
enlace de valencia es el punto principal de la teora deresonancia.
La teora del enlace de valencia considera que
elsolapamientodeorbitales atmicosde los tomos participantes
formando unenlace qumico. Debido al traslape, es ms probable que
los electrones estn en la regin del enlace. La teora del enlace de
valencia considera a los enlaces como orbitales dbilmente apareados
(traslape pequeo). Tpicamente, la teora del enlace de valencia es
ms fcil de emplear en molculas en elestado basal.
La teora del enlace de valencia complementa a lateora de
orbitales moleculares. La teora de orbitales moleculares puede
predecir propiedades magnticas (diamagnetismoyparamagnetismo) de
una forma ms directa, aunque la teora de enlace de valencia en una
forma complicada genera los mismos resultados. La teora del enlace
de valencia ve las propiedades dearomaticidaden las molculas que la
presentan como debidas a la resonancia entre las estructuras de
Kekul, Dewar y posiblemente inicas, mientras que la teora de
orbitales moleculares las ve como la deslocalizacin de los
electrones . Las matemticas subyacentes tambin son algo ms
complicadas, limitando el tratamiento por medio de la teora de
enlace de valencia a molculas relativamente pequeas. Por otra
parte, la teora del enlace de valencia provee una descripcin ms
fcil de visualizar de la reorganizacin de la carga electrnica que
tiene lugar cuando se rompen y se forman enlaces durante el curso
de una reaccin qumica. En particular, la teora del enlace de
valencia predice correctamente la disociacin de molculas diatmicas
homonucleares en tomos separados, mientras que la teora de
orbitales moleculares en su forma simple predice la disociacin en
una mezcla de tomos y iones.
Hibridacin y Geometra molecular.
La geometra tridimensional de las molculas est determinada por
la orientacin relativa de sus enlaces covalentes. En 1957 el qumico
canadiense Ron Gillespie basndose en trabajos previos de Nyholm
desarroll una herramienta muy simple y slida para predecir la
geometra (forma) de las molculas.La teora por l desarrollada recibe
el nombre Teora de Repulsin de los Pares de Electrones de Valencia
(TRPEV) y se basa en el simple argumento de que los grupos de
electrones se repelern unos con otros y la forma que adopta la
molcula ser aquella en la que la repulsin entre los grupos de
electrones sea mnima.Para la TRPEV grupos de electrones pueden ser:
un simple enlace un doble enlace un triple enlace un par de
electrones no enlazantePara predecir la geometra de una molcula
necesitamos conocer solamente cuantos grupos de electrones estn
asociados al tomo central para lo cual debemos escribir la frmula
de Lewis de la molcula.Luego simplemente nos preguntamos como los
grupos de electrones se distribuirn espacialmente de modo que la
repulsin entre ellos sea mnima.
Es importante recordar que la geometra de la molcula quedar
determinada solamente por la distribucin espacial de los enlaces
presentes y no por la posicin de los pares electrnicos no
enlazantes, los que si debern ser tenidos en cuenta en el momento
de determinar la disposicin espacial de todos los grupos
electrnicos, sean enlaces o no.
Enqumica, se habla de hibridacin cuando en untomose mezclan
variosorbitales atmicospara formar nuevosorbitales hbridos. Los
orbitales hbridos explican la forma en que se disponen los
electrones en la formacin de los enlaces, dentro de lateora del
enlace de valencia, y justifican lageometra molecular.
Los orbitales del electrn giran alrededor de los electrones del
carbn formando una espiral de los hidrgenosTeora del Orbital
Molecular.
La Teora de Orbitales Moleculares (T.O.M.) es la segunda
aproximacin al estudio del enlace covalente, y la ms ampliamente
empleada para explicar la estructura y la geometra de muchos slidos
inorgnicos. El punto de partida consiste en asumir que si los dos
ncleos implicados en el enlace se ubican a la distancia de
equilibrio, los electrones se alojarn no en orbitales atmicos de
cada elemento, sino en orbitales moleculares, que son anlogos a los
atmicos, y que presentan caractersticas similares, como se ver ms
adelante. Esta analoga es de tal grado que al igual que ocurra con
los tomos polielectrnicos, no es posible resolver la ecuacin de
Schrdinger de forma exacta para la molcula, y de nuevo hay que
recurrir a mtodos aproximados para conocer la forma de las
funciones de onda que representen los mencionados orbitales
molecularesSegn la teora del orbital molecular (TOM) los orbitales
de los tomos que se enlazan se solapan dando lugar a una serie de
orbitales extendidos a toda la molcula (orbitales moleculares).
El proceso de solapamiento, por tanto, no slo afecta a la capa
de valencia sino a todas las capas de los tomos enlazados.
Al igual que en la teora del enlace de valencia, la extensin del
solapamiento est relacionada con la intensidad del enlace y, adems,
dependiendo de que se produzca frontal o lateralmente, se formarn
orbitales moleculares de tipo sigma o pi.
Cada pareja de orbitales atmicos que se solapen formar una
pareja de orbitales moleculares, uno enlazante y otro
antienlazante, que pueden contener hasta dos electrones con espines
opuestos.
El orden de enlace se obtiene restando el nmero de electrones en
orbitales enlazante y no enlazante y dividiendo por dos.
Enlace inico
El enlace inico consiste en la atraccin electrosttica entre
tomos con cargas elctricas de signo contrario. Este tipo de enlace
se establece entre tomos de elementos poco electronegativos con los
de elementos muy electronegativos. Es necesario que uno de los
elementos pueda ganar electrones y el otro perderlo, y como se ha
dicho anteriormente este tipo de enlace se suele producir entre un
no metal (electronegativo) y un metal (electropositivo).El enlace
inico est presente en todos los compuestos inicos, es decir,
aquellos formados por la unin de un catin y un anin.Recuerda
que:
Forman cationes aquellos elementos con baja energa de ionizacin
(izquierda de la tabla), principalmente los metales de los grupos 1
y 2 de la tabla peridicaPor otro lado, los elementos con alta
energa de ionizacin (no metales de la derecha de la tabla peridica)
tienden a ganar electrones y, por tanto, forman con facilidad
aniones, al ganar un electrn.
Formacin y propiedades de los compuestos inicos.
Unenlace inicoo electrovalente es la unin detomosque resulta de
la presencia de atraccinelectrostticaentre losionesde distinto
signo, es decir, uno fuertementeelectropositivo(bajaenerga de
ionizacin) y otro fuertementeelectronegativo(altaafinidad
electrnica). Eso se da cuando en el enlace, uno de lostomoscapta
electrones del otro. Gracias a esto se forma un compuesto quimico
simple.
Dado que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de
electronegatividad, este enlace suele darse entre uncompuesto
metlicoy unono metlico. Se produce una transferencia electrnica
total de un tomo a otro formndoseionesde diferente signo.
Elmetaldona uno o mselectronesformandoionescon carga positiva
ocationescon unaconfiguracin electrnicaestable. Estos electrones
luego ingresan en elno metal, originando un ion cargado
negativamente oanin, que tambin tiene configuracin electrnica
estable. Son estables pues ambos, segn laregla del octetoo por
laestructura de Lewisadquieren 8 electrones en su capa ms
exterior(capa de valencia), aunque sto no es del todo cierto ya que
contamos con dos excepciones, la del Hidrgeno (H) que se rodea tan
slo de 1 electron y el Boro (B) que se rodea de seis. La atraccin
electrosttica entre los iones de carga opuesta causa que se unan y
formen uncompuesto.Loscompuestos inicosformanredes
cristalinasconstituidas por iones de carga opuesta, unidos por
fuerzas electrostticas. Este tipo de atraccin determina las
propiedades observadas. Si la atraccin electrosttica es fuerte, se
forman slidos cristalinos de elevadopunto de fusine insolubles
enagua; si la atraccin es menor, como en el caso delNaCl, el punto
de fusin tambien es menol y, en general, son solubles en agua e
insolubles en lquidosapolarescomo elbenceno.
Redes cristalinas.La red cristalina est formada por iones de
signo opuesto, de manera que cada uno crea a su alrededor un campo
elctrico que posibilita que estn rodeados de iones contrarios.
Los slidos cristalinos mantienen sus iones prcticamente en
contacto mutuo, lo que explica que sean prcticamente
incompresibles. Adems, estos iones no pueden moverse libremente,
sino que se hallan dispuestos en posiciones fijas distribudas
desordenadamente en el espacio formandoretculos cristalinos o redes
espaciales.Los cristalgrafos clasifican los retculos cristalinos en
siete tipos de poliedros llamasistemas cristalogrficos.En cada uno
de ellos los iones pueden ocupar los vrtices, los centros de las
caras o el centro del cuerpo de dichos poliedros. El ms sencillo de
stos recibe el nombre deceldilla unidad.
El ndice de coordinacin, as como el tipo de estructura geomtrica
en que cristalice un compuesto inico dependen de dos factores:
Tamao de los iones.El valor del radio de los iones marcar las
distancias de equilibrio a que stos se situarn entre s por simple
cuestin de cabida eni espacio de la red. Carga de los iones.Se
agruparn los iones en la red de forma que se mantenga la
electroneutralidaddel
Estructura.
Laestructura cristalinaes la formaslidade cmo se ordenan y
empaquetan lostomos, molculas, oiones. Estos son empaquetados de
manera ordenada y con patrones de repeticin que se extienden en las
tres dimensiones del espacio. Lacristalografaes el estudio
cientfico de los cristales y su formacin.Estructura:El estado
cristalino de lamateriaes el de mayor orden, es decir, donde las
correlaciones internas son mayores. Esto se refleja en sus
propiedades antrpicas y discontinuas. Suelen aparecer como
entidades puras,homogneasy con formas geomtricas definidas (hbito)
cuando estn bien formados. No obstante, su morfologa externa no es
suficiente para evaluar la denominadacristalinidadde un
material.Diferencia entre vidrios y cristales:Si nos fijamos con
detenimiento, en estos grficos existe siempre una fraccin de los
mismos que se repite. Asimismo, loscristales,tomos,ionesomolculasse
empaquetan y dan lugar a motivos que se repiten del orden de
1ngstrom= 10-8cm; a esta repetitividad, entres dimensiones, la
denominamosred cristalina. El conjunto que se repite,
portranslacinordenada, genera toda la red (todo el cristal) y la
denominamos unidad elemental ocelda unidad.En ocasiones la
repetitividad se rompe o no es exacta, y esto diferencia
losvidriosy los cristales, los vidrios generalmente se denominan
materiales amorfos (desordenados o poco ordenados).
No obstante, lamateriano es totalmente ordenada o desordenada
(cristalinaono cristalina) y nos encontramos una gradacin continua
del orden en que est organizada esta materia (grados de
cristalinidad), en donde los extremos seran materiales con
estructura atmica perfectamente ordenada (cristalinos) y
completamente desordenada (amorfos).
Energa reticular.
Laenerga reticular, tambin conocida como energa de red, es la
energa que se necesita para poder separar de manera completa un mol
de un compuesto de tipo inico en sus respectivos iones gaseosos.
Tambin se puede decir que la energa reticular es la energa que se
consigue a travs de laformacinde un compuesto de tipo inico
partiendo siempre de susiones gaseosos.Este tipo de energa muestra
la estabilidad que tiene las redes cristalinas, y viene medida como
energa/mol, teniendo las mismas unidades de medida que tiene la
entalpa estndar (H), es decir KJ/mol, aunque de signo opuesto.La
energa reticular es imposible de medir de forma directa, sin
embargo, conociendo la estructura y la composicin que tenga el
compuesto inico que queramosestudiar, podemos calcular o al menos
aproximarnos a ella mediante una ecuacin que da el modelo inico,
basado en laLey de Coulomb, entre otras. Tambin existe la
posibilidad de calcular la energa reticular de manera indirecta
mediante los ciclos termodinmicos.
El modelo inico es aquel que se encuentra formado por cationes y
aniones a travs de fuerzas electrostticas,siempreque estemos
hablando del estado slido. Este caso concreto es vlido solamente si
existe bastante diferencia de electronegatividad entre los
elementos que forman el compuesto.
En un slido inico, los electrones se encuentran localizados en
los correspondientes iones, estando bajo la influencia solamente de
sus respectivos ncleos. No hay deslocalizacin de los electrones
como podra ocurrir en el caso de los slidos de tipo metlicos, ni
siquiera hay comparticin de electrones como en el caso de los
slidos de tipo covalente. La localizacin de los electrones tiene
como consecuencia la no conduccin de la corriente elctrica para los
slidos inicos, pero si son aislantes.
Aplicaciones y limitaciones de la Regla del Octeto.
La regla del octeto funciona principalmente para los elementos
del segundo periodo de la tabla peridica. Estos elementos solo
tienen subniveles 2s 2p, los cuales pueden contener un total de
ocho electrones. Cuando un tomo de uno de estos elementos forman un
compuesto covalente, pueden obtener la configuracin electrnica de
gas noble [Ne] al compartir electrones con otros tomos del mismo
compuesto.
Limitaciones del las reglas de octeto para las formulas de
Lewis.Las formulas de Lewis normalmente no se escriben para
compuestos que contienen metales de transicin d y f. los metales de
transicin d y f utilizan en el enlace orbtales s y p.1.- La mayora
de los compuestos covalentes del berilio, Be. Debido a que Be
contiene solo dos electrones en la capa de valencia, habitualmente
forma solo dos enlaces covalentes cuando se enlaza con otros dos
tomos. Por lo tanto se usa cuatro electrones como el nmero
necesario para Be en la etapa 2, en la etapa 5 y 6 se usa solo dos
pares de electrones para Be.2.- La mayora de los compuestos
covalentes de los elementos del Grupo IIIA, especialmente boro, B.
Estos elementos contienen solo tres electrones en la capa de
valencia, as que a menudo forman tres enlaces covalentes cuando se
enlazan a otros tres tomos. Por lo tanto, se usa seis electrones
como el nmero necesario para los elementos IIIA contiene solo tres
electrones en la etapa 2; y en las etapas 5 y 6 se usa solo tres
pares de electrones para los elementos IIIA.3.- Los compuestos o
iones que contienen un nmero impar de electrones ejemplos son NO,
con 11 electrones en la capa de valencia, y NO2, con 17 electrones
en la capa de valencia.4.- Compuestos o iones en los que el
elemento central necesita ms de ocho electrones en la capa de
valencia para mantener todos los electrones disponibles, D. cuando
uno se encuentra con esto, se aaden las reglas extra a las etapas 4
y 6.
Etapa 4a: si C, el numero de electrones compartidos, es menor
que el nmero necesario para enlazar todos los tomos al tomo
central, entonces C se aumenta el nmero de electrones
necesario.
Etapa 6a: si C debe aumentarse en la etapa 4a, entonces los
octetos de todos los tomos podran satisfacerse antes de que todos
los electrones D hayan sido aadidos. Colocar los electrones extra
sobre el elemento central.
Clasificacin de los enlaces qumicos.
Covalentes:
Las sustancias covalentes son aquellas que presentan
enlacescovalentes entre sus tomos y se presentan en forma de
grandesredes tridimensionales, como por ejemplo el carbono diamante
y el carbono grafito.
El enlace covalente es aquel que se produce cuando los
electronesde la ltima capa de un tomo son atrados por el ncleo de
otro tomo, y lo mismo ocurre con el segundo tomo. Los tomos se
acercan hasta que alcanzan un equilibrio en el que las fuerzas de
atraccin nucleo-electrn y las fuerzas de repulsin nucleo-nucleo y
electrn-electrn se equilibran. Se produce un solapamiento de los
orbitales atmicos de la ltima capa. Las propiedades de este tipo de
sustancias son: Slidos, puntos de fusin y ebullicin elevados. La
solubilidad y la conductividad varan de una sustancia a otra.
Moleculares:Son aquellas sustancias que presentan enlaces
covalentes, pero que en lugar de formar macromolculas, forman
molculas discretas, como es el caso del agua, del carbono fulereno
y del amoniaco.
Las propiedades que presentan este tipo de molculas son: Son,
fundamentalmente, lquidos y gases. Tienen puntos de fusin y
ebullicin bajos. No conducen la electricidad y son insolubles en
agua.
Inicas:Las sustancias inicas son sustancias que presentan
enlaces inicos y forman grandes redes cristalinas.
Los enlaces inicos se producen cuando en un enlace covalente,
ladiferencia de electronegatividad entre un tomo y otro es muy
grande y suponemos que el par de electrones de enlace est en el
tomo ms electronegativo. De tal forma que se producen iones
positivos y negativos. Este tipo de enlace se dafundamentalmente
entre metales y no metales. Estas sustancias son, por ejemplo, el
bicarbonato de sodio, el cloruro de potasio y el trisulfuro de
aluminio II.
Las propiedades que se dan en este tipo de sustancias son:
Slidos cristalinos, puntos de fusin y ebullicin elevados, solubles
en agua, Conducen la electricidad fundidos o en disolucin, pero no
conducen la electricidad en estado slido.
Metlicas:
Son aquellas que presentan un solo elemento, que forman grandes
redes metlicas, donde los electrones de la capa de valencia estn
deslocalizados movindose por todo la sustancia, de esta forma, una
nube de electrones recubre la sustancia y le da ese caracterstico
brillo metlico. Algunas de estas sustancias son el hierro, el sodio
y el potasio.
Las propiedades de estas sustancias son: Slidos, dureza variada.
Puntos de fusin y ebullicin tambin muy variados, insolubles en agua
y caracterstico brillo metlico.
Concepto de enlace qumico.
Es la fuerza existente dos o ms tomos que los mantienen unidos
en las molculas.
Al producirse un acercamiento entre dos o ms tomos, puede darse
una fuerza de atraccin entre los electrones de los tomos y el ncleo
de uno u otro tomo.Si esta fuerza llega a ser lo suficientemente
grande para mantener los tomos unidos, se ha formado un enlace
qumico.Todos los enlaces qumicos son el resultado de la atraccin
simultnea de dos o ms electrones.Los tomos se unen porque, al estar
unidos, adquieren una situacin ms estable que cuando estaban
separados.Esta situacin de mayor estabilidad suele darse cuando el
nmero de electrones que poseen los tomos en su ltimo nivel es igual
a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles.Los
gases nobles tienen muy poca tendencia a formar compuestos y suelen
encontrarse en la naturaleza como tomos aislados. Sus tomos, a
excepcin del helio, tienen 8 electrones en su ltimo nivel. Esta
configuracin electrnica es extremadamente estable y a ella deben su
poca reactividad.
Podemos explicar la unin de los tomos para formar enlaces porque
con ella consiguen que su ltimo nivel tenga 8 electrones, la misma
configuracin electrnica que los tomos de los gases nobles. Este
principio recibe el nombre de regla del octeto y aunque no es
general para todos los tomos, es til en muchos casos.
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