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¿Cómo se unen los átomos? ESTRUCTURA DE LA MATERIA EL ENLACE químicO El enlace químico. Modelos de enlace: covalente, iónico y metálico. El agua como un.

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1 ¿Cómo se unen los átomos? ESTRUCTURA DE LA MATERIA EL ENLACE químicO El enlace químico. Modelos de enlace: covalente, iónico y metálico. El agua como un compuesto ejemplar.

2 ¿Cómo se unen los átomos? Casi todos los elementos de la tabla periódica se encuentran en la Naturaleza en forma de compuestos, es decir, no se encuentran puros sino combinados entre ellos. Pero, ¿cómo hacen para combinarse? ¿Cómo se mantienen unidos para formar un compuesto? ¿Por qué los átomos de un solo elemento se combinan para formar moléculas diatómicas o de más átomos? Una característica importante de los elementos es que se pueden enlazar entre sí de distintas maneras para formar compuestos. Las uniones se realizan ya sea entre átomos de metales y no metales, entre átomos de no metales y no metales y, por último, entre átomos de metales. Cada una de estas combinaciones tiene características particulares.

3 El enlace químico. ¿Cómo se unen los átomos? Enlace químico, forma en que se unen o agrupan dos o más átomos para formar moléculas, incluyendo las fuerzas involucradas (las que mantienen unidos a los átomos). Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos (o elementos) diatómicos y poliatómicos. El enlace químico es la interacción que mantiene unidos a los átomos o partículas elementales que constituyen una sustancia.

4 El enlace químico. ¿Cómo se unen los átomos? Los enlaces que se forman entre los átomos dependen de las configuraciones electrónicas de esos átomos y, también, de la atracción de los electrones por los átomos. A los electrones que se encuentran en el último nivel se les conoce como electrones de valencia y se considera que son los responsables de los enlaces entre los átomos para formar compuestos.

5 El enlace químico. ¿Cómo se unen los átomos? El enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos, están unidos por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia. Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que las fuerzas intermoleculares, el puente de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles.

6 Modelos de enlace: covalente, iónico y metálico. ¿Cómo se unen los átomos? Tipos de enlace 1) Enlace iónico: resulta de las interacciones electrostáticas entre iones de cargas opuestas. 2) Enlace covalente: es el resultado de compartir electrones entre dos átomos. 3) Enlace metálico: cada átomo está unido a varios átomos vecinos por electrones que son relativamente libres de moverse a través de la estructura tridimensional.

7 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Enlace iónico Cuando los átomos reaccionan por transferencia electrónica, el número de electrones ganados y perdidos debe coincidir, el compuesto resultante es neutro. Prácticamente, hablaremos de enlaces iónicos cuando en un compuesto existan elementos de alta electronegatividad y otros de baja electronegatividad, en otras palabras se trata de elementos cuya diferencia de electronegatividad es grande, en general, mayor de 1,7. EN K = 0,9 EN Br = 2,8 EN= 1,9 Z = 19 Z = 35 Z Ar = 18 Z Kr = 36

8 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. EN F = 4.0 EN Li = 1.0 EN = 3.0

9 Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Enlace iónico El cloruro de sodio (NaCl) o sal común es un ejemplo característico de un compuesto iónico (cumple con la regla del octeto); está formado por el metal sodio (Na) y el no metal cloro (Cl). ¿Cómo se unen los átomos? Cl + Na Cl + Na + - Cl

10 Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. ¿Cómo se unen los átomos? Enlace iónico: Características La atracción electrostática se realiza en todas direcciones de tal manera que no existen moléculas sino inmensos cristales con determinadas formas geométricas. Por lo tanto los compuestos iónicos son sólidos y cristalinos, lo que implica que para romper este enlace se requiere una gran cantidad de energía. En estado sólido, no son conductores de la electricidad ya que los iones solamente vibran en sus posiciones de equilibrio. Los presentan generalmente puntos de fusión y ebullición elevados, superiores a 500 C. Esta propiedad es consecuencia de la gran cantidad de energía calórica que se debe suministrar para contrarrestar la gran intensidad de las fuerzas de atracción interatómicas.

11 Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. ¿Cómo se unen los átomos? Enlace iónico: Características Generalmente son solubles en el agua. Conducen la corriente eléctrica cuando están fundidos o en disolución, de esta manera se logra la separación de iones y ambos casos conducirán la corriente eléctrica.: conductores de segunda especie. Existen reglas empíricas que indican que si: E.N 1.7 es un enlace iónico. Atraídos por fuerzas electrostáticas, los iones se organizan formando una red cristalina en la que cada uno es fuertemente atraído hacia un grupo de vecinos próximos de carga opuesta y, en menor medida, hacia todos los demás iones de carga opuesta a través de todo el cristal.

12 Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. ¿Cómo se unen los átomos? Enlace covalente Se establece cuando en la unión de algunos átomos no se transfieren electrones sino que se comparten. Esto ocurre cuando la diferencia de electronegatividad de los átomos que intervienen ( EN) no es muy grande, generalmente menor a 1.7; esto ocurre cuando se unen no metales entre sí o no metales con hidrógeno. Este tipo de enlace se presenta entre átomos de elementos no metálicos para formar moléculas Algunos de ellos son gases a temperatura ambiente como el hidrógeno (H 2 ), el oxígeno (O 2 ), el flúor (F 2 ), el cloro (Cl 2 ) y el nitrógeno (N 2 ).

13 ¿Cómo se unen los átomos? Enlace covalente: Características En general, son poco solubles en agua, pero solubles en disolventes no polares, como éter y benceno. Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en estas moléculas son muy fuertes. Sin embargo, la atracción entre moléculas de este tipo es muy débil, por lo que muchas de estas sustancias tienen puntos de fusión y ebullición bajos. En los compuestos con enlaces covalentes, todos los electrones de la capa de valencia forman enlaces, por ello no tienen movilidad y, por tanto, no conducen la electricidad. Al ser enlaces muy fuertes, los compuestos y elementos con estructura sólida tridimensional son muy duros, tienen altos puntos de fusión y de ebullición y son insolubles en agua. Un ejemplo representativo de estos compuestos es el sílice. Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico.

14 ¿Cómo se unen los átomos? Enlace covalente: Características El enlace covalente se representa mediante una línea entre los átomos: Clasificación Por el número de electrones compartidos Por la polaridad del enlace Covalente simple Covalente doble Covalente triple Apolar o No polar Polar Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico.

15 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Enlace covalente simple Los átomos de los elementos comparten un solo par de electrones (cada átomo aporta un electrón). Un ejemplo simple es la molécula de H 2. Cada átomo de H necesita un electrón para ser isoelectrónico con el átomo de He, los dos átomos de hidrógeno comparten mutuamente sus electrones. El par compartido "pertenece" a ambos; se puede considerar que cada átomo de hidrógeno ha ganado un electrón y ha adquirido la estructura del helio. H – O – H

16 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Para satisfacer la regla del octeto y sus requerimientos de covalencia, es frecuente que dos átomos tengan que compartir más de un par de electrones. Esto conduce al concepto de enlaces múltiples. Si los pares compartidos son dos, se obtiene un enlace doble; si son tres es un enlace triple. C OO O C OO N

17 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Enlace covalente No Polar (Apolar) Entre átomos idénticos o diferentes pero de igual electronegatividad EN=0, los electrones se comparten de igual forma por ambos. La distribución de carga electrónica entre los núcleos es totalmente simétrica. Ya que ambos átomos tienen una igual atracción (o afinidad) hacia los electrones, los electrones que se enlazan son igualmente compartidos por los dos átomos.

18 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Enlace covalente Polar Se origina entre no metales de distintos elementos, se caracteriza porque existe una redistribución aparente de cargas debido a una diferencia de electronegatividades. 0 E.N 1.7 Los electrones no se comparten por igual: uno de los átomos (el más electronegativo) atrae electrones con más fuerza que el otro. El átomo que ejerce la mayor atracción desarrolla una cierta carga negativa; el otro adquiere una cierta carga positiva. Dichas cargas se llaman cargas parciales, representadas como + y

19 Enlace covalente Polar ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. - +

20 ¿Cómo se unen los átomos? Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Enlace Metálico Es un enlace propio de los elementos metálicos que les permite actuar como molécula monoatómica. Los electrones cedidos se encuentran trasladándose continuamente de un átomo a otro formando una densa nube electrónica. Los átomos metálicos, al unirse entre sí, comparten sus electrones de valencia y los integran en un mar de electrones que fluye libremente a través de todos los átomos, lo que permite su cohesión. Al donar los átomos sus electrones de la capa de valencia, quedan cargados como iones positivos, los cuales se neutralizan con las cargas negativas de todos los electrones. Los metales forman una red cristalina.

21 ¿Cómo se unen los átomos? Enlace Metálico Es evidente que la capa de valencia de los elementos metálicos, tienen muy pocos electrones en ella; así, la unión de un átomo metálico con otro no logra cumplir con la regla del octeto y es necesario usar el modelo de electrones libres, el cual considera una red metálica formada por los iones positivos del metal y los electrones de valencia que no se encuentran en un átomo determinado, sino que se desplazan libres entre los núcleos de los átomos manteniendo la unión Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico.

22 ¿Cómo se unen los átomos? Enlace Metálico Modelos de enlace: iónico, covalente, y metálico. Este enlace explica algunas propiedades de los metales: 1.La conducción del calor y electricidad se debe al movimiento libre de los electrones entre las capas de la red metálica (permite transferir fácilmente la energía cinética por todo el sólido). 2.La maleabilidad y ductibilidad se debe a que las capas de cationes metálicos se deslizan unas sobre otras. 3.La alta densidad de los metales es resultado del reducido espacio que existe entre los iones positivos.

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