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Enviado por Laya Crispina
Código ISPN de la Publicación: EpyuZEkVAEuPSwzIRU
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| Resumen: Definicion de enlace quimico. Prediccion del tipo de enlace usando la escala de electronegatividad de pauling. Formulas de lewis para moleculas e iones poliatomicos. Geometria electronica y molecular. Teoria de enlace de valencia. Estado de la materia. Glosario. |
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Indice
1. Introducción
2. Definición de enlace químico.
3. Predicción del
tipode enlace usando la escala de electronegatividad de pauling.
4. Fórmulas de lewis para moléculase
iones poliatómicos.
5. Geometría electrónica
ymolecular.
6. Teoría de enlace de valencia.
7. Estado de la materia
8. Glosario
9. Conclusión
10. Bibliografía
1. Introducción
Las propiedades de las sustancias están determinadas en partepor
los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos. Cuando los átomosinteractúan
para formar un enlace químico, solo entra en contacto sus regionesmás
externas.
En la mayor parte de las moléculas los átomos están enlazados por
unionescovalentes. La mayoría de los enlaces iónicos se obtienen de la
purificaciónde minerales que contienen al compuesto.
Las estructuras que se utilizan para representar los compuestos covalentes
sedenominan Estructura de Lewis, en dicha estructura solo se muestran
loselectrones de valencia.
La tendendencia de los átomos en las moléculas a tener ocho electrones en
sucapa de valencia se conoce como Regla del Octeto, formulada por el mismo
Lewis.
También hablaremos sobre la electronegatividad, el concepto relativo, en
elsentido de que la electronegatividad de un elemento solo se puede medir
respectode la de otros elementos. Sabemos por varios experimentos que las moléculastienen
estructuras definidas; esto es, los átomos de una molécula tienenposiciones
definidas relativas uno con el otro en un espacio de tresdimensiones, es de aquí
donde sale el estudio experimental denominado ElMomento Dipolo.
El modelo de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia basado
enlas estructuras de Lewis, es un método bastante sencillo y directo
parapredecir las geométricas moleculares.
La mecánica cuántica posee dos teorías: teoría del enlace de valencia y
lateoría de orbítales moleculares, ambas emplean los métodos de la mecánica
cuánticapero hacen diferentes suposiciones y simplificaciones.
2. Definición de enlace químico.
Se define como la fuerza de unión que existe entre dos átomos,
cualquieraque sea su naturaleza, debido a la transferencia total o parcial de
electronespara adquirir ambos la configuración electrónica estable
correspondiente a losgases inerte; es decir, el enlace es el proceso por el cual
se unen átomosiguales o diferentes para adquirir la configuración electrónica
estable de losgases inertes y formar moléculas estables.
Enlace iónico:
El enlace iónico: fuerza electrostática que mantiene unidos a los iones en
uncompuesto iónico.
Características del enlace iónico.
- Se rompe con facilidad obteniéndose los iones que lo forman, generalmente
basta disolver la sustancia.
- Las substancias con enlaces iónicos son solubles en solventes polares.
Formación de los compuestos iónicos.
Resulta de las interacciones electrostáticas entre iones, que a menudo
resultade la transferencia neta de uno o más electrones de un átomo o grupo de
átomosa otro, es decir, es la atracción de iones con carga opuesta (cationes
yaniones) en grandes números para formar un sólido. Ejemplo: un átomo de
sodio(Na) fácilmente puede perder un electrón para formar el catión sodio,
que serepresenta como Na , un átomo de cloro puede ganar un electrón
paraformar el ion cloruro Cl -, Se dice que el cloruro de sodio
(NaCl),la sal común de mesa es un compuesto iónico porque está formado por
cationesy aniones. El Na es el catión y el Cl – es el
anión.
NaCl

Enlace Covalente:
Enlace covalente: enlace en el que dos átomos comparten dos electrones.
Características del enlace covalente.
- Es muy fuerte y se rompe con dificultad.
- Si la diferencia de electronegatividades entre los 2 átomos es marcada,
tenemos un enlace polar y se favorecerá la solubilidad de la sustancia en
solventes polares. Ejemplo: un enlace O-H
- Si la diferencia de electronegatividades es poca, tenemos un enlace no
polar y se favorecerá la solubilidad de la sustancia en solventes no
polares. Ejemplo: un enlace C-H o C-C
Tipos de enlaces covalentes. Los átomos
puedenformar distintos enlaces covalentes: En un enlace sencillo, dos átomos se
unenpor medio de un par de electrones. En muchos compuestos se formar enlaces múltiples,es
decir, enlaces formados cuando dos átomos comparten dos o más pares
deelectrones. Si dos átomos comparten dos pares de electrones, el
enlacecovalente se denomina enlace doble. Un triple enlace surge cuando dos átomoscomparten
tres pares de electrones.
Formación de los enlaces covalentes. Se forma cuando dos átomos comparten unoo
más pares de electrones. Este tipo de enlace ocurre cuando la diferencia
deelectronegatividades entre los elementos (átomos) es cero o relativamente
pequeña.
El enlace covalente se representa con una línea recta que une a los 2 átomos,por
ejemplo:
O-H
Veamos un caso simple de enlace covalente, la reacción de dos átomos de hidrógenopara
formar una molécula H2. Un átomo aislado de hidrógeno tienela
configuración electrónica del estado fundamental 1s1, con
ladensidad de probabilidad para este único electrón esféricamente
distribuidaen torno al núcleo del hidrógeno (figura a).
Cuando dos átomos de hidrógeno se acercan
uno a otro, el electrón de cada átomo de hidrógeno es atraído por el núcleo
del otro átomo de hidrógeno tanto por su propio núcleo (figura b).
Si estos dos electrones tienen espines
opuestos de forma que pueden ocupar la misma región (orbital), ambos electrones
pueden ocupar preferencialmente la región entre los dos núcleos. Porque son
atraídos por ambos núcleos. (figura c):
Los electrones son compartidos entre los dos átomos de hidrógeno, y seforma
un enlace covalente simple. Decimos que los orbítales 1s se solapan, asíque
ambos electrones ahora están en los orbítales de los dos átomos de hidrógeno.Mientras
más se aproximan los átomos, más cierto es esto. En este sentido,cada átomo
de hidrógeno ahora tiene la configuración del helio 1s2.
Otros pares de átomos no metálicos comparten pares electrónicos para
formarenlaces covalentes. El resultado de esta compartición es que cada átomoconsigue
una configuración electrónica más estable (frecuentemente la mismaque la del
gas noble más próximo).
Enlaces covalentes polares y no polares:
Los enlaces covalentes pueden ser polares y no polares. En un enlace no polartal
como el de la molécula de hidrógeno, H2, el par electrónico
esigualmente compartido entre los dos núcleos de hidrógeno. Ambos átomos
dehidrógeno tienen la misma electronegatividad (tendencia de un átomo a
atraerlos electrones hacia sí en un enlace químico), es decir que los
electronescompartidos están igualmente atraídos por ambos núcleos de hidrógeno
y portanto pasan iguales tiempos cerca de cada núcleo. En este enlace covalente
nopolar, la densidad electrónica es simétrica con respecto a un
planoperpendicular a la línea entre los dos núcleos. Esto es cierto para todas
lasmoléculas diatómicas homonucleares, tales como H2, O2,
N2,F2 Y Cl2, porque los dos átomos idénticos
tienenelectronegatividades idénticas. Por lo que podemos decir: los
enlacescovalentes en todas las moléculas diatómicas homonucleares deben ser
nopolares.
Un enlace covalente polar, tal como el fluoruro de hidrógeno los pares electrónicosestán
compartidos desigualmente. El enlace H-F tiene algún grado de polaridadya que H
y F no son átomos idénticos y por lo tanto no atraen igualmente a
loselectrones. La electronegatividad del hidrógeno es 2,1 y la del fluor es
de4,0, claramente el átomo F con su mayor electronegatividad, atrae el par
electrónicocompartido mucho más fuertemente que H. La distribución asimétrica
de ladensidad electrónica está distorsionada en la dirección del átomo máselectronegativo
F. Este pequeño desplazamiento de densidad electrónica deja aH algo positivo.
El HF se considera una molécula diatómica heteronuclear, yaque
contiene dos clases de átomo.
Momentos bipolares. La polaridad de una molécula la indicamos por su
momentodipolar, que mide la separación de cargas en la molécula. El momento
dipolar, se define como el producto de la carga Q y la distancia
r entrelas cargas:
Q x r
Para mantener la neutralidad eléctrica, las cargas en ambos extremos de una moléculadiatómica
eléctricamente neutra deben ser iguales en magnitud y de signoopuesto. Sin
embargo en la ecuación Q se refiere solo a la magnitud dela carga y no a
su signo, por lo que siempre es positiva. Losmomentos dipolo
generalmente se expresan en unidades Debye (D), así denominadasen honor de
Peter Debye. El factor de conversión es:
1 D = 3,33 x 10-30 C m
(Donde C es Coulomb y m es metro)
Un momento dipolar se mide colocando una muestra de la sustancia entre dosplacas
y aplicando un voltaje. Esto produce un pequeño desplazamiento de ladensidad
electrónica de cualquier molécula, así que el voltaje aplicadodisminuye
ligeramente. Sin embargo las moléculas diatómicas que contienenenlaces
polares, tales como HF, HCl, y CO, tienden a orientarse en el campo eléctrico.Esto
hace que el voltaje medido entre las placas disminuya más marcadamentepara
estas sustancias, y así decimos que estas moléculas son polares. Moléculastales
como F2 o N2 no se reorientan, así que el cambio
devoltaje entre las placas es ligero; decimos que estas moléculas son no
polares.Generalmente, cuando las diferencias de electronegatividades en las moléculasdiatómicas
aumentan, los momentos dipolares medidos aumentan.
Los momentos dipolares asociados con enlaces individuales sólo pueden medirseen
moléculas diatómicas simples. Más que pares seleccionados de átomos, loque
se sujeta a medición son moléculas enteras. Los valores medidos demomentos
dipolares reflejan las polaridades globales de las moléculas. Para lasmoléculas
poliatómica son el resultado de todos los dipolos de enlace de lasmoléculas.
El momento dipolo de una molécula formada por tres o mas átomos estádeterminado
tanto por la polaridad de sus enlaces como por su geometría. Lapresencia de
enlaces polares no necesariamente significa que la moléculapresente un momento
dipolo. Por ejemplo el dióxido de carbono (CO2)es una molécula
triatómica, por lo que su geometría puede ser lineal oangular. Cuando la molécula
es lineal; no tiene momento dipolo y, cuando la moléculaes angular; tiene un
momento dipolo. En este caso, el momento dipolo de la moléculacompleta es la
resultante de los dos momentos de enlace, es decir, de losmomentos dipolos
individuales de los enlaces C = O. el momento de enlace es unacantidad
vectorial, lo que significa que tiene tanto magnitud como dirección.El momento
dipolo medido es igual a la suma vectorial de los momentos deenlaces.

3.Predicción
del tipo de enlace usando la escala de electronegatividad dePauling.
La escala más usada para medir electronegatividades se basa en
unadesarrollada por Linus Pauling. El observó que cuando se combinan los átomosde
diferentes electronegatividades, sus enlaces son más fuertes de lo esperado.Se
cree que son dos los factores que contribuyen a la fuerza del enlace. Uno
deellos es el enlace covalente entre los átomos. El otro es la unión
adicionalproducida por una atracción entre los extremos opuestamente cargados
del enlacedipolo. La fuerza extra del enlace se atribuyó entonces a la unión
adicional yPauling utilizó este concepto para desarrollar su tabla
deelectronegatividades.
Cuando se tenga algún interés en conocer algo acerca de la polaridad de
unenlace, tal vez dicho interés se base en la diferencia de
laselectronegatividades entre los dos átomos unidos por el enlace. Si
ladiferencia es pequeña, el enlace será relativamente no polar, pero si
esgrande, el enlace será polar. Si la diferencia en la electronegatividad es
muygrande, el par de electrones se concentrará casi en forma exclusiva
alrededordel átomo más electronegativo y el enlace será iónico. Se ve
porconsiguiente, que el grado del carácter iónico del enlace, según sea
medidopor la cantidad por la carga soportada de los átomos en cada extremo podrávariar
desde cero hasta un 100%, dependiendo de las electronegatividades de losátomos
unidos.
Por ultimo, vale la pena tomar nota de las tendencias de
electronegatividaddentro de la tabla periódica. Se observará que los elementos
máselectronegativos se encuentran en la parte superior derecha de la tabla;
losmenos electronegativos se encuentran en la parte inferior izquierda.
Estoconsiste con las tendencias de la energía de ionización (El) y de la
afinidadelectrónica (AE). Es también consistente con las observaciones
realizadas endonde los átomos procedentes de los extremos opuestos de la tabla
—litio y flúor,por ejemplo— forman enlaces que son esencialmente iónicos y
que átomos comoel carbono y el oxígeno forman enlaces covalentes que sólo son
poco polares.

4. Fórmulas de Lewis para moléculas e iones poliatómicos.
Las formulas de Lewis las usamos para mostrar los electrones de valencia
endos moléculas simples. Una molécula de agua puede representarse por uno de
lossiguientes diagramas.
Una molécula de H2O tiene dos
pares electrónicos compartidos, es decir, dos enlaces covalentes simples. El átomo
O tiene dos pares no compartidos:
En las formulas de guiones, un par de electrones compartidos se indican por un
guión. En el dióxido de carbono (CO2) hay dos dobles enlaces, y su
formula de Lewis es:
Una molécula de dióxido de carbono (CO2)
tiene cuatro pares electrónicos compartidos, es decir, dos dobles enlaces. El
átomo central (C) no tienes pares sin compartir.
Los enlaces covalentes en un ion poliatómico pueden representarse de la misma
forma. La formula Lewis para el ion amonio, NH4, muestra solo ocho
electrones, aunque el átomo N tiene cinco electrones en su capa de valencia y
cada átomo H tiene uno, con un total de cinco más cuatro (1) igual nueve
electrones. El ion NH4+, con una carga de 1+,
tienen un electrón menos que los átomo originales.
Describir formulas de Lewis es un método de contar los electrones que es útilpara
la primera aproximación para sugerir esquemas de enlaces. Es importantesaber
que las formulas de puntos de Lewis solo muestran el número de electronesde
valencia, el número y las clases de enlaces y el orden en que estánconectados
los átomos. No intentan mostrar las formas tridimensionales de lasmoléculas e
iones poliatómicos.
Regla del Octeto. Limitaciones de la regla del
octetopara la formula de Lewis.
Regla de octeto. Se basa en que un átomo diferente del hidrógeno tienden
aformar enlaces hasta que se rodea de ocho electrones de valencia, es decir,
unenlace covalente se forma cuando no hay suficientes electrones para que cada
átomoindividual tenga el octeto completo. Al compartir electrones en un
enlacecovalente, los átomos individuales pueden completar sus octetos.
La regla del octeto funciona principalmente para los elementos del
segundoperiodo de la tabla periódica. Estos elementos solo tienen subniveles 2s
2p,los cuales pueden contener un total de ocho electrones. Cuando un átomo de
unode estos elementos forman un compuesto covalente, pueden obtener la
configuraciónelectrónica de gas noble [Ne] al compartir electrones con otros
átomos delmismo compuesto.
Limitaciones del las reglas de octeto para las formulas de Lewis.
Las formulas de Lewis normalmente no se escriben para compuestos que
contienenmetales de transición d y f. los metales de transición d y f utilizan
en elenlace orbítales s y p.
1.- La mayoría de los compuestos covalentes del berilio, Be. Debido a que
Becontiene solo dos electrones en la capa de valencia, habitualmente forma
solodos enlaces covalentes cuando se enlaza con otros dos átomos. Por lo tanto
seusa cuatro electrones como el número necesario para Be en la etapa 2, en
laetapa 5 y 6 se usa solo dos pares de electrones para Be.
2.- La mayoría de los compuestos covalentes de los elementos del Grupo
IIIA,especialmente boro, B. Estos elementos contienen solo tres electrones en la
capade valencia, así que a menudo forman tres enlaces covalentes cuando se
enlazana otros tres átomos. Por lo tanto, se usa seis electrones como el númeronecesario
para los elementos IIIA contiene solo tres electrones en la etapa 2; yen las
etapas 5 y 6 se usa solo tres pares de electrones para los elementosIIIA.
3.- Los compuestos o iones que contienen un número impar de electrones
ejemplosson NO, con 11 electrones en la capa de valencia, y NO2, con
17electrones en la capa de valencia.
4.- Compuestos o iones en los que el elemento central necesita más de
ochoelectrones en la capa de valencia para mantener todos los
electronesdisponibles, D. cuando uno se encuentra con esto, se añaden las
reglas extra alas etapas 4 y 6.
Etapa 4a: si C, el numero de electrones compartidos, es menor que el númeronecesario
para enlazar todos los átomos al átomo central, entonces C seaumenta el número
de electrones necesario.
Etapa 6a: si C debe aumentarse en la etapa 4a, entonces los octetos de todos losátomos
podrían satisfacerse antes de que todos los electrones D hayan sido añadidos.Colocar
los electrones extra sobre el elemento central.
Muchas veces que violan las reglas del octeto son muy reactivas por ejemplo,
loscompuestos que contienen átomos con solo cuatro electrones de
valencia(limitación 1 de arriba) o seis electrones de valencia (limitación 2
dearriba) frecuentemente reaccionan con otras especies que suministran
pareselectrónicos. Compuestos como estos que aceptan un par de electrones
paracompartir se denominan ácido de Lewis: una base le Lewis es una especie
quepuede disponer de un par de electrones para compartir. Las moléculas con un
númeroimpar de electrones a menudo se dimerizan (combinan en pares) para dar
productosque sí satisfacen la regla de octeto, ejemplos son la dimerización
del NO paraformar N2O2 y del NO2 para formar N2O4.
5. Geometría electrónica
ymolecular.
Geometría molecular.
Es la distribución tridimensional de los átomos de una molécula. La geometríade
una molécula influye en sus propiedades físicas y químicas, como el puntode
fusión, punto ebullición, la densidad y el tipo de reacción en que
puedeparticipar.
La geometría alrededor de un átomo central dado de una molécula, es
aquellaque hace mínima la repulsión de los pares de electrones, los usados
paraformar enlaces y los no usados que quedan como pares libres alrededor de
cada átomoen la molécula.
Para comprender cabalmente este principio, se debe saber que la estructuraelectrónica
de moléculas en base a la configuración de octetos,necesariamente deja en
libertad pares de electrones. Obviamente, estos pares,ubicados alrededor de un
átomo que se considere central, deben situarse demanera que la repulsión
electrostática entre dos pares, sea mínima. Así, loprimero es hacer un
balance electrónico de la molécula en base a octetos,luego decidir cual átomo
se considera central para luego analizar que pasa conlos pares de electrones
alrededor de éste. Los ejemplos de moléculas que sepresentan a continuación,
cubren prácticamente todas las posibilidades geométricasposibles de alcanzar.
BeCl2 La idea aquí es que los
pares de electrones en los enlaces y los pares solitarios de un átomo, se
posicionen lo más alejados posibles. Como ejemplos comencemos con la molécula
BeCl2 que tiene la estructura de Lewis señalada. Nótese que hay dos
pares de electrones alrededor de Be, de modo que para que estos se encuentren lo
más alejados posibles, formarán un ángulo de 180° entre sí, generando así
la máxima separación entre los pares de electrones. Esto nos genera la
estructura lineal para BeCl2.
BeH2 Este caso es similar al anterior, es lineal, no quedan e-
libres, todos en los enlaces y produce una conformación lineal
CO2 Recordar que C (1s22s2 2p2),
contiene 4 e- en la capa de valencia que corresponden los seleccionados en la
figura, todos se comparten para formar los octetos alrededor de cada átomo, no
permanecen pares de cargas libres y la molécula es lineal.
BF3 La estructura de Lewis para esta molécula, es la que
sepresenta a la izquierda. Aquí el B no presenta pares solitarios sin ocupar
ysolo está rodeado por tres pares de electrones que forman enlaces. Es una moléculadeficiente
en electrones.
La agrupación de los F a su alrededor a 120° hace mínima la repulsión, porlo
que la geometría molecular es la que se muestra, plana formando 120°, untriángulo
equilátero.
NH3 Se predice la estructura del NH3 mediante pasos a seguir durante
elprocedimiento referidos a la figura de la izquierda
PASO 1 Escribir la estructura de Lewis (octeto). Obsérvese que nada se
haestablecido aún sobre la verdadera geometría.
PASO 2 Contar los pares electrónicos y reagruparlos para minimizar la repulsión.Esta
molécula presenta 4 pares de electrones y lo mejor que se puede lograr esuna
redistribución tetraédrica.
PASO 3 Se Ubica los átomos H en sus
posiciones, los tres compartiendo pares de electrones como se muestra a
continuación
PASO 4 Se Nombra la estructura de la molécula, basándose en la posición de
los átomos. Colocando los pares electrónicos determina la estructura y que la
geometría se basa en los átomos. Es incorrecto afirmar que NH3 es
tetraédrico. Realmente, posee una agrupación tetraédrica de sus pares electrónicos,
pero su geometría, es una pirámide trigonal.
Hasta el momento hemos tomado casos en que 2, 3 y 4 pares de electrones se
ubican alrededor de un átomo del centro. Sin embargo, esto puede ocurrir con 5
y 6 pares de electrones también de modo que conviene mostrar la forma que todos
se agrupan alrededor de un átomo, con el fin de lograr la mínima repulsión
entre ellos. La Tabla a continuación muestra todos estos casos.
Este esquema lo ocuparemos ahora para deducir
la geometría de algunas moléculas típicas.
XeF4 Debido a que los gases nobles presentan una estructura de capas
de valencia s p completamente ocupadas, siempre se pensó que eran químicamente
inactivos. Así, por muchos años se le consideró gases inertes hasta que en
1960 varios compuestos de Kr, de Xe y de Rn fueron sintetizados. Un ejemplo es
el compuesto XeF4 cuya estructura de Lewis se muestra a la derecha.
Nótese que el átomo Xe se encuentra rodeado por seis pares de electrones, en
total 12 electrones que exige que la forma adquirida por estos sea octaédrica,
como se ve en la figura que acompaña.
La estructura geométrica dependerá de cómo se estos pares solitarios y
losenlaces se ubiquen. Las posibilidades son como las que se señala para los
casosa , b a la derecha y, obviamente, debemos decidir cuál de estas dos formas
geométricases la correcta.
En el caso a, estos pares solitarios se encuentran a 90° entre sí en cambio,en
b están separados por 180° y esta es la geometría más correcta paraevitar la
repulsión de los pares de electrones solitarios.
La geometría experimental coincide con este análisis, muestra los 4 F
ocupandoel plano ecuatorial. Así, XeF4 es cuadrado plano con el Xe
en elcentro molecular
Estructuras geométricas de H2O, NH3, CH4.
Vamos a comparar ahora lo que se logra con las moléculas señaladas, puesto
quetodas poseen un átomo central con 4 pares electrónicos de los cuales,
elmetano los ocupa totalmente y las otras en forma parcial. Lo que se logra es
y se ve claramente que la existencia de pares
electrónicos libres disminuyen el ángulo de la estructura pseudo-tetraédrica
en estas moléculas.
Enlaces múltiples en VSEPR
Hasta el momento nuestro tratamiento considera sólo moléculas con enlaces
simples. Para saber como manejar la situación en moléculas con enlaces dobles,
triples etc, tomemos la estructura del ion NO3-
para el que se requiere escribir tres estructuras resonantes
Además, el ion NO3- se sabe que es planar con ángulosde
enlace de 120° y esta estructura planar es la que se espera para tres paresde
electrones solitarios alrededor del átomo central. Esto significa que undoble
enlace debe contarse como un par solitario efectivo en la descripción dela
geometría molecular. En realidad, esta bien que sea así porque disponer"
dos pares solitarios " en un enlace doble, " los obliga a noser
independientes"
En VSEPR, enlaces múltiples cuentan como un par solitario efectivo
Moléculas que no contienen un átomo central.
Para ilustrar estos casos, usemos la molécula METANOL, la estructura de Lewisse
muestra a la derecha y donde se observa que no hay un átomo central,definido
sino que el C y el O forman parte del centro molecular.
La geometría se puede predecir investigando previamente como se ordenan
lospares solitarios alrededor de cada uno de los átomos participantes, que no
sonde los extremos, esto es, C y O
Nótese que hay 4 pares solitarios de electrones alrededor del carbono, que
loobligan a adoptar una forma tetraédrico. Alrededor de éste, se ubican 3 átomosH
y el átomo O que proviene del grupo OH.
Ahora bien, recordemos que el átomo O en el
H2O dispone de 2 pares solitarios sin compartir, que hacen que
adopten una geometría angular. En la molécula metanol, una posición del agua
está ocupada por el átomo C del CH3 pero preservando la forma
angular, como lo muestra la figura a la derecha.
La geometría final se logra conocer juntando ambas formas desarrolladas para
cada fragmento y se observa claramente que el H del grupo OH no es lineal
respecto a la línea de unión C-O sino que forma un ángulo muy parecido al que
corresponde al agua. La última la figura a la izquierda nos entrega la forma
final que debe adoptar el Metanol, con un entorno tetraédrico alrededor del átomo
C y una forma angular alrededor del átomo O.
I-3 : ion azida. La estructura electrónica
deLewis para este ion es la que aparece en la figura a la izquierda. Allí
podemosobservar que, si bien no existen enlaces múltiples, el átomo central
acomodaen total 10 e 's ocupando orbitales atómicos d superiores. en todo caso,
comoátomo central maneja 5 pares de electrones de los cuales, 2 forman los
enlacesy los otros tres deben agruparse de modo que la repulsión electrónica
sea mínima.
La estructura a describe el caso en que dos de los pares solitarios
salenperpendicular al plano formado por los átomos y formando un ángulo de 90°
conel tercer par solitario (en el plano de los tres átomos de Iodo).
La estructura b produce otra agrupación de los pares solitarios, que tambiénforman
90° entre sí y finalmente, la figura c ubica los tres pares solitariosformando
120° entre sí logrando la mínima repulsión.
La geometría c es la que corresponde al resultado experimental y la molécula I-3es
lineal.
Geometría electrónica: Se refiere a la ordenación geométrica de
loselectrones de valencia alrededor del átomo central.
Geometría molecular: Se refiere a la ordenación de los átomos o núcleos enel
espacio, no de los pares de electrones.
6. Teoría de enlace de valencia.
La teoría de enlace de valencia es una teoría aproximada
paraexplicar el enlace por par de electrones o covalente con la mecánica cuántica.
Teoría básica.
De acuerdo con la teoría sobre enlace valencia, se forma un enlace entre dos átomoscuando
se satisfacen las condiciones siguientes:
- Un orbital de en un átomo viene a ocupar una porción de la misma región
del espacio que ocupa un orbital del otro átomo. Se dice que los dos orbítales
se traslapan. Esto se explica ya que a medida que el orbital de un átomo se
traslapa con el otro, los electrones en orbítales comienzan a moverse
alrededor de ambos átomos. Debido a que los electrones a ambos núcleos a
la vez, jalan juntos a los átomos. La fuerza del enlace depende de la
cantidad de traslape; mientras mayor sea la sobreposición mayor será la
fuerza de la unión.
- El número total de electrones en ambos orbítales no es mayor a dos. Lo
dos orbítales no pueden contener más de dos electrones, porque en una región
dada del espacio solo pueden estar dos electrones (esto ocurre siempre y
cuando si los espines de los electrones son opuestos).
A medida que el orbital de un átomo se traslapa con el orbital de otro,
loselectrones en los orbítales empiezan a moverse alrededor de ambos átomos.Debido
a que los electrones son atraídos a ambos núcleos a la vez, jalanjuntos a los
átomos. La fuerza del enlace depende de la cantidad de traslape;mientras mayor
sea la sobreposición mayor será la fuerza de la unión. Los dosorbítales no
pueden contener mas de dos electrones, porque en una región dadadel espacio
solo pueden estar dos electrones (y eso solamente si los espines delos
electrones son opuestos).
Importancia del enlace químico.
El enlace es la unión entre los átomos de un compuesto. La unión o
enlaceentre los átomos tiene su origen en la estructura electrónica de los
mismos.La actividad química de los elementos radica en su tendencia a
adquirir,mediante su unión con otros átomos, la configuración de gas noble
(ochoelectrones en la capa más externa, salvo el helio que sólo tiene dos),
que esmuy estable. Es corriente distinguir tres tipos principales de enlaces químicos:iónico,
covalente y metálico. Aunque dichos enlaces tienen propiedades biendefinidas,
la clasificación no es rigurosa, existiendo una transición gradualde uno a
otro, lo que permite considerar tipos de enlace intermedios. Gracias aestos
enlaces se forman los compuestos químicos, por ejemplo la sal.
La sal común es una sustancia bien conocida. Es utilizada para conservar
yaderezar alimentos. Nuestra sangre posee casi la misma proporción de sal que
elagua del mar, y es fundamental para mantener muchas de nuestras
funcionesvitales. Está formada por un no metal, el cloro y un metal alcalino,
el sodio.Ambos en estado puro son extremadamente peligrosos para el hombre, sin
embargo,forman juntas una sustancia, la sal común, que es inocua en pequeñascantidades.
Se dice por tanto que han formado un compuesto químico, unasustancia muy
diferente de los elementos que la componen.
Muchas de las sustancias que conocemos están formadas por uniones de
distintoselementos. El azúcar, por ejemplo, está formado por oxígeno, hidrógeno
ycarbono. Estos átomos que pierden o ganan electrones para unirse se
transformanen iones, átomos con carga eléctrica. Estos iones se unen para
formarcompuestos químicos, y la forma de unirse entre ellos se realiza
medianteenlaces químicos.
7. Estado de la materia
Todas las sustancias pueden existir, al menos en principio, en los
tresestados: sólido, líquido y gaseoso. Como muestra la siguiente figura:

En un sólido, las moléculas se mantienen unidas en forma organizada conpoca
libertad de movimiento. En un líquido las moléculas están unida, pero noen
una posición tan rígida y se puede mover libremente. En un gas, las moléculasestán
separadas por distancias que son grandes en comparación con el tamañode las
moléculas.
Los tres estados de la materia pueden ser convertibles entre ellos sin quecambie
la composición de la sustancia. Un sólido (por ejemplo el hielo) sefundirá
por calentamiento y formará un líquido (agua). (La temperatura a lacual se da
esta transición de denomina punto de fusión). El calentamientoanterior
convertirá el líquido en un gas. (Esta conversión se lleva a cabo enel punto
de ebullición del líquido.) por otro lado el enfriamiento de un gaslo
condensará para formar un líquido. Cuando el líquido se enfría aun másse
congelará y se formará un sólido.
El plasma es considerado como el cuarto estado de la materia, pues su
presenciaen el universo es muy abundante. Se trata de una masa gaseosa
fuertementeionizada en la cual, como consecuencia de temperaturas extremadamente
elevadas,los átomos se han visto despojados de su envoltura de electrones y
coexistencon los núcleos atómicos en un estado de agitación intensa. Las
estrellas,durante una parte importante de su vida, están constituidas por
grandes masasde plasma. Debido a la violencia de los choques entre núcleos, en
talescondiciones se producen reacciones de síntesis de núcleos nuevos con
unaconsiderable liberación de energía. El Sol es esencialmente una enorme
esferade plasma.
8. Glosario
- Capa de valencia. Capa electrónica externa de un átomo que contiene
los electrones que participan en el enlace.
- Electrones de valencia. Electrones externos de un átomo, los cuales son los
implicados en el enlace químico.
- Catión. Ion cargado positivamente que se forma por la remoción de
electrones de átomos ó moléculas.
- Anión: Ion cargado negativamente que se forma por la adición de electrones
a átomos o moléculas.
- Enlace sigma, . Enlace covalente formado por orbítales que se
traslapan por los extremos: su densidad electrónica está concentrada entre
los núcleos de los átomos que se unen.
- Enlace pi, enlace covalente formado por el traslape
lateral de los orbítales; su densidad electrónica se concentra arriba y
abajo del plano de los núcleos de los átomos que están unidos.
- Carga formal. La carga sobre un átomo en una molécula o ion enlazado
covalentemente; los electrones enlazantes se cuentan como si estuvieran
igualmente compartidos entre los dos átomos enlazados.
- Resonancia. Concepto según el cual son necesarias dos o más formulas de
Lewis equivalentes para la misma disposición de átomos (estructura de
resonancia) para describir el enlace en una molécula o ion.
- Geometría iónica. Es la disposición de los átomos (no de pares electrónicos,
no compartidos) sobre el átomo ce3ntral de un ion poliatómico.
- Hibridación: termino que se utiliza para explicar las mezclas de los orbítales
atómicos en un átomo (generalmente el átomo central) para generar un
conjunto de orbítales híbridos.
- Orbítales Híbridos: son orbítales atómicos que se que se obtienen cuando
dos o más orbítales no equivalentes, del mismo átomo, se combinan preparándose
para la formación del enlace covalente.
- Orbítales moleculares. Orbítales producto de las interacciones de los orbítales
atómicos de los átomos que se unen.
- Solapamientos de Orbítales. Interacción de orbítales de átomos
diferentes en la misma región del espacio.
- Plana Trigonal. Ocurre si hay tres pares de electrones en la capa de
valencia de un átomo, el cual tienden a estar acomodados en un plano,
dirigidos hacia los vértices de un triángulo de lados iguales (triángulo
equilátero), las regiones del espacio ocupadas por pares electrónicos están
dirigidas a ángulos de 120º uno al otro.
- Plana Cuadrada. Termino usado para describir las moléculas e iones poliatómicas
que poseen un átomo en el centro y cuatro átomos en las esquinas de un
cuadrado.
- Plasma. Mezcla de iones y electrones, como en una descarga eléctrica. En
ocasiones el plasma se ha considerado el cuarto estado de la materia.
- Hielo cuántico. El hielo cuántico es un estado en el que la materia está
tan próxima al cero absoluto (0 ºK) que el movimiento atómico disminuye:
Todos los núcleos se colapsan en un "superátomo" alrededor del
cual giran todos los electrones. Se ha considerado el quinto estado de la
materia.
9. Conclusión
Un enlace iónico es una fuerza de atracción enérgica que mantienen
unidoslos iones. Dicho enlace se puede formar entre dos átomos por la
transferenciade electrones de la capa de valencia del otro. Los cationes monoatómicos
de loselementos tienen cargas iguales al número de grupos.
Un enlace covalente es una energía fuerza de atracción que mantiene unidos
ados átomos por la comparición de sus electrones enlazantes son atraídossimultáneamente
hacia ambos núcleos atómicos y pasan una parte del tiempocerca de un átomo y
otra parte del tiempo cerca del otro. Sin un par deelectrones no es compartido
igualmente, el enlace es polar. Esta polaridad es elresultado de la diferencia
que hay en las electronegatividades de los átomospara atraer hacia ellos los
electrones enlazantes.
La regla del octeto predice que los átomos forman suficientes enlacescovalentes
para rodearse de ocho electrones cada uno. Existen excepciones parala regla del
octeto, en particular para los compuestos covalentes de berilio,para los
elementos del grupo 3A y para los elementos del tercer periodo ysubsecuentes de
la tabla periódica.
Linus Pauling desarrolló un método para determinar las
electronegatividadesrelativas de la mayoría de los elementos. Esta propiedad
(electronegatividad)permite distinguir el enlace covalente polar del enlace
covalente no polar.
Las formulas de Lewis son representaciones sencillas de los electrones de lacapa
de valencia de los átomos en las moléculas y los iones. se pueden
aplicarreglas sencillas para dibujar estas formulas. Aunque los átomos de la
formulade Lewis satisfacen con frecuencia la regla del octeto, no son poco
comunes lasexcepciones a esta regla. Se pueden obtener las formulas de Lewis al
seguir lasreglas para la escritura, el concepto de Carga formal con frecuencia
ayudara adecidir cual de las varias formulas de Lewis da la mejor descripción
de una moléculao ion.
La Geometría molecular se refiere a la ordenación de los átomos o núcleosen
el espacio, no de los pares de electrones y la Geometría electrónica serefiere
a la ordenación geométrica de los electrones de valencia alrededor delátomo
central.
La teoría de enlace de valencia, es una de las aplicaciones de la mecánica cuánticaen
el cual se forman orbítales híbridos mediante la combinación y reacomodode
los orbítales de un mismo átomo. Todos los orbítales híbridos tienen lamisma
energía y densidad electrónica y el número de orbítales híbridos esigual al
número de orbítales atómicos puros que se combinan.
La materia presenta tres estados líquido, que son líquido, sólido y
gaseoso(aunque se habla de un cuarto y quinto elemento; plasma y hielo cuánticorespectivamente).
10. Bibliografía
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Hispanoamericana. Quinta Edición.
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Whitten, K. W., Davis R.E. y Peck, M. L. (1998). Química General. España:McGraw-Hill.
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Petrucci, R. H. (1977). Química general. México: Fondo EducativoInteramericano
Páginas We b:
www.monografías.com
www.encarta.msn.com
www.lafacu.com
Autor:
Laya Crispina
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Publicado Saturday 27 de September de 2003
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