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EL ENLACE QUÍMICO
Planteamiento del problema
1. La mina de un lápiz se compone de grafito y
arcilla. El grafito es una sustancia simple
formada por átomos de carbono. Existe otra
sustancia simple formada también por
átomos de carbono llamada diamante.
¿Cuál es la causa de que ambas sustancias
tengan propiedades tan distintas y sin
embargo estén formadas por el mismo tipo
de átomo?
Planteamiento del problema
2.
¿Por qué los átomos se unen en unas proporciones
determinadas y no en otras? ¿Por qué NaCl y no
Na2Cl?
3.
¿Por qué la molécula de CO2 es lineal y la del H2O es
angular?
4.
¿Qué es lo que determina las propiedades de una
sustancia: solubilidad, conductividad eléctrica, estado
de agregación a temperatura ambiente…?
5.
¿Por qué el SiO2 (sílice) es una de las sustancias más
duras que existen y el CO2 es un gas?
El estudio de las propiedades de las sustancias permite
establecer tres grandes grupos para clasificar la enorme
diversidad de sustancias:
Sustancia
IÓNICA
COVALENTE
METÁLICA
T fusión
T ebullición
↑
↓↓*
↑*
↑
↓↓
↓↓
↑
↓↓
↓
↓↓
↓↓
↑
↑
Solubilidad en
agua
otro disolvente
Conductividad
eléctrica
(sólido)
(líquido)
↓↓
↑
Las propiedades características de las
sustancias están relacionadas con la forma
en que están unidas sus partículas y las
fuerzas entre ellas, es decir, con el tipo de
ENLACE que existe entre sus partículas.
Els elements
S’ordenen
Estan formats per
El sistema periòdic
que consta de
DIVUIT GRUPS
SET PERIODES
ÀTOMS
Que s’uneixen per mitjà de
ENLLAÇ
IÒNIC
En què es formen
i conté
METALLS
SEMIMETALLS
NO-METALLS
GASOS NOBLES
ENLLAÇ
ENLLAÇ
COVALENT METÀL·LIC
En què es formen
En què es formen
CRISTALLS IÒNICS
CRISTALLS
METÀL·LICS
MOLÈCULES
CRISTALLS COVALENTS
CRISTALLS MOLECULARS o ATÒMICS
Una primera aproximación para
interpretar el enlace

A principios del siglo XX, el científico Lewis,
observando la poca reactividad de los gases
nobles (estructura de 8 electrones en su último
nivel),sugirió que los átomos al enlazarse
“tienden” a adquirir una distribución de
electrones de valencia igual a la
del gas noble más próximo
REGLA DEL OCTETO
Clasificación de los elementos de
acuerdo con la regla del octeto
 Metales:
baja electronegatividad, baja
energía de ionización. Tienden a soltar
electrones.
 No
metales: alta electronegatividad,
Tienden a coger electrones
Según el tipo de átomos que se
unen:

Metal–No metal: uno cede y otro coge
electrones (cationes y aniones):E. IÓNICO

No metal–No metal: comparten electrones: E.
COVALENTE

Metal–Metal: ambos ceden electrones (sólo
cationes), electrones comunitarios, electrones
libres: E. METÁLICO
Tipos de enlace entre átomos
Iónico
Metálico
Covalente
Enlace iónico
 El
compuesto iónico se forma al
reaccionar un metal con un no metal.
 Los
átomos del metal pierden electrones
(se forma un catión) y los acepta el no
metal (se forma un anión).
 Los
iones de distinta carga se atraen
eléctricamente, se ordenan y forman una
red iónica. Los compuestos iónicos no
están formados por moléculas.
“Molécula” de NaCl
1+
Diagramas de Lewis: sólo figuran los
electrones del último nivel (de valencia)
1-
ENLACE IÓNICO
+
ION LITIO
Li+
CATIÓN
-
-
1+
Li
-
-
- Cl
+
ION CLORURO
ANIÓN
1-
ATRACCIÓN
ELECTROSTÁTICA
Cl-
Redes iónicas cristalinas
NaCl
CsCl
Propiedades compuestos iónicos

Elevados puntos de fusión y ebullición

Solubles en agua

No conducen la electricidad en estado sólido,
pero sí en estado disuelto o fundido (Reacción
química: electrólisis)

Son duros (rayado difícil). No es fácil separar las
partículas (iones) enlazadas

Al intentar deformarlos se rompe el cristal
(fragilidad)
Solubilidad de las sustancias
iónicas en agua
Cl1-
Na1+
Na1+
Cl1-
Na1+ Cl1Cl1- Na1+
Cl1-
FRAGILIDAD DE LAS SUSTANCIAS IÓNICAS
Enlace metálico

Las sustancias metálicas están formadas por átomos de un
mismo o distinto elemento metálico (electronegatividad
baja).

Los átomos del elemento metálico pierden algunos
electrones, formándose un catión o “resto metálico”.

Se forma al mismo tiempo una nube o mar de electrones:
conjunto de electrones libres,DESLOCALIZADOS, que no
pertenecen a ningún átomo en particular.

Los cationes se repelen entre sí, pero son atraídos por el
mar de electrones que hay entre ellos. Se forma así una
red metálica: las sustancias metálicas tampoco, están
formadas por moléculas.
Fe  Fe3+ + 3 e
Fe
El modelo del mar o nube de electrones
representa al metal como un conjunto de
cationes ocupando las posiciones fijas de la red,
y los electrones libres moviéndose con facilidad,
sin estar confinados a ningún catión específico
MODELO DEL ENLACE
METÁLICO
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Propiedades sustancias metálicas
 Elevados
puntos de fusión y ebullición
 Insolubles
en agua
 Conducen
la electricidad incluso en estado
sólido. La conductividad es mayor a bajas
temperaturas.
 Pueden
deformarse sin romperse: tenaces,
dúctiles (hilables) y maleables (laminables)
MALEABILIDAD EN LOS METALES
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
AL GOLPEAR
LOS METALES
SE FORMAN
LÁMINAS
+ +
+
+
+ + +
+ + + + + + +++ ++
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
DUCTILIDAD EN LOS METALES
+
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+
+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
AL ESTIRAR
UN METAL SE
FORMA UN
ALAMBRE
+
+
+
+
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN UN METAL
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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+
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
Enlace covalente
Los compuestos covalentes se
originan por la compartición de
electrones entre átomos no
metálicos.
Electrones muy localizados.
Diferentes tipos de enlace
covalente
 Enlace


covalente normal:
Simple
Múltiple: doble o triple
 Polaridad


del enlace:
Apolar
Polar
 Enlace
covalente dativo o coordinado
Enlace covalente normal

Si se comparten un par de e-: enlace covalente simple

Si se comparten dos pares de e- : enlace covalente doble

Si se comparten tres pares de e-: enlace covalente triple
CARACTER DEL ENLACE QUÍMICO
TIPO DE
ENLACE
DIFERENCIA DE
ELECTRONEGATIVIDAD
% DE
IONICIDAD
IONICO
MAYOR DE 1.9
COVALENTE
POLAR
COVALENTE
PURO
MENOR DE 1.9
MAYOR DE 0
CERO
MAYOR
DE 60%
MENOR
DE 60 %
CERO
Polaridad del enlace covalente

Enlace covalente apolar: entre átomos de
idéntica electronegatividad (H2, Cl2, N2…). Los
electrones compartidos pertenencen por igual a
los dos átomos.

Enlace covalente polar: entre átomos de distinta
electronegatividad (HCl, CO…). Los electrones
compartidos están más desplazados hacia el
átomo más electronegativo. Aparecen zonas de
mayor densidad de carga positiva (δ+) y zonas
de mayor densidad de carga negativa (δ-)
ENLACE COVALENTE
H
O
H
H H
O O
Enlace covalente
O C O
O
H
H
H
H
Enlace covalente dativo o coordinado
 Cuando
el par de electrones compartidos
pertenece sólo a uno de los átomos se
presenta un enlace covalente
coordinado o dativo.
El átomo que aporta el par de electrones
se llama donador (siempre el menos
electronegativo) y el que los recibe
receptor o aceptor (siempre el más
electronegativo)
EJEMPLO DE ENLACE COVALENTE
COORDINADO O DATIVO : IÓN AMONIO NH41+
A modo de resumen : Enlaces de átomos de
azufre (S) y oxígeno (O)
:S ═ O:
˙˙ ˙˙
Molécula de SO: enlace covalente doble
Molécula de SO2: enlace covalente
doble y un enlace covalente
coordinado o dativo
˙ ˙ ← S ═ O:
:O
˙˙ ˙˙ ˙˙
Molécula de SO3: enlace covalente doble
y dos enlaces covalentes coordinados
o dativos
˙ ˙ ← S ═ O:
:O
↓ ˙˙
˙˙
:O:
˙˙
Cómo se presentan las
sustancias covalentes
 Redes
o cristales covalentes o atómicos
 Moléculas
(de pequeñas, con pocos
átomos a macromoléculas)
(MOLÉCULAS: partículas formadas por un conjunto
limitado de al menos dos átomos enlazados mediante
enlace covalente)
Redes covalentes
Diamante: tetraedros
de átomos de carbono
Grafito: láminas de
átomos de carbono
La unión entre átomos que comparten electrones es muy
difícil de romper (gran dureza). Los electrones compartidos
están muy localizados.
Moléculas

Si el enlace es apolar: moléculas apolares (H2,
O2, F2…)

Si el enlace es polar:


Moléculas polares (HCl, H2O...) (dipolos
permanentes)
Moléculas apolares (CO2) (simetría espacial)
Enlace polar: Moléculas polares
Moléculas apolares con enlaces polares:
En el CO2 existen enlaces covalentes polares y, sin
embargo, la molécula covalente no es polar. Esto
es debido a que la molécula presenta una
estructura lineal y se anulan los efectos de los
dipolos de los enlaces C-O.
δ- δ+ δO=C=O
Propiedades de los compuestos
covalentes (moleculares)

No conducen la electricidad (no tienen cargas
libres)

Solubles: moléculas apolares – apolares o
polares- polares

Insolubles: moléculas polares - apolares

Bajos puntos de fusión y ebullición (gases,
líquidos o sólidos “blandos”)

Fuerzas intermoleculares en el caso de
líquidos y sólidos
Fuerza intermoleculares o
fuerzas de Van der Waals
(sustancias moleculares)
 Fuerzas
entre dipolos permanentes
 Fuerzas
de enlace de hidrógeno
 Fuerzas
entre dipolos transitorios
(Fuerzas de London o de dispersión)
Fuerzas entre moléculas polares
(dipolos permanentes)
HCl, HBr, HI…
+
-
+
-
Enlace o puente de hidrógeno
Cuando el átomo de hidrógeno está unido a
átomos muy electronegativos (F, O, N), queda
prácticamente convertido en un protón. Al ser muy
pequeño, ese átomo de hidrógeno “desnudo”
atrae fuertemente (corta distancia) a la zona de
carga negativa de otras moléculas
HF
H2O
NH3
Enlace de hidrógeno en la molécula de
agua
Enlace de hidrógeno
Este tipo de enlace es el responsable de
la existencia del agua en estado líquido y
sólido.
Estructura del hielo y del agua líquida
PUNTO DE EBULLICIÓN COMPARATIVO DEL AGUA
Non-covalent Bonds
Enlaces de hidrógeno en el ADN
Much weaker than covalent bonds
Esqueleto
desoxiribosa
- these bonds break and
reform at
fosfato
Room Temperature (RT)
Bases
nitrogenada
s
A: adenina
‘Transient Bonds’
G: guanina
Apilamiento de las
bases.
Enlaces de
hidrógeno
C: citosina
T: timina
Interior
hidrófobo
Repul
electrostá
Exteri
hidróf
o
- however, cumulatively they are very
effective e.g.  helix for proteins and
double helix for DNA
Enlaces de
hidrógeno
Fuerzas entre dipolos transitorios o
instantáneos (Fuerzas de London)
Los dipolos inducidos se deben a las fluctuaciones
de los electrones de una zona a otra de la
molécula, siendo más fáciles de formar cuanto
más grande sea la molécula: las fuerzas de
London aumentan con la masa molecular.
Efecto del número de electrones sobre el punto de
ebullición de sustancias no polares explicado por
fuerzas de London o de dispersión.
Gases nobles
Halógenos
Elect.
Ma
PE ºC
He
2
4
-269
Ne
10
20
Ar
18
Kr
36
Hidrocarburos
Elect.
Mm
PE ºC
Elect.
Mm
PE ºC
F2
18
38
-188
CH4
10
16
-161
-246
Cl2
34
71
-34
C2H6
18
30
-88
40
-186
Br2
70
160
59
C3H8
26
44
-42
84
-152
I2
106
254
184
C4H1
34
58
0
0
MAPA CONCEPTUAL DE ENLACE QUÍMICO


A modo de resumen: