ENLACE QUÍMICO GRADO 8º JM ELOY QUINTERO ARAUJO

Introducción Nuestro Universo comenzó, según teorías actuales, con una gran explosión o "Big Bang" que llenó todo el espacio. Cada partícula de materia formada se alejó violentamente de toda otra partícula. En el momento de la explosión, toda la materia estaba en forma de partículas elementales subatómicas que colisionaban y se aniquilaban unas a otras, formando partículas nuevas y liberando más energía.

A medida que el Universo se expandía y se enfriaba, gradualmente se formaron los primeros átomos. Es a partir de estos átomos que se plasmaron y evolucionaron los sistemas vivos. Iniciaremos el estudio de los seres vivos analizando la estructura de los átomos y las moléculas que forman al combinarse.

Teoría del Big Bang 1. expansión 4. Los átomos 2. Enfriamiento Formación del universo 2. Enfriamiento 4. Los átomos formaron sistemas vivos 3. Se formaron los Primeros átomos

Enlaces y Moléculas Cuando los átomos entran en interacción mutua, de modo que se completan sus niveles energéticos exteriores, se forman partículas nuevas más grandes. Estas partículas constituidas por dos o más átomos se conocen como moléculas y las fuerzas que las mantienen unidas se conocen como enlaces. Enlaces Moléculas Átomos

ENLACE QUÍMICO Cuando los átomos se unen para formar grupos eléctricamente neutros, con una consistencia tal que se pueden considerar una unidad, se dice que están formando moléculas. O2 diatómica SO2 triatómica NH3 tetraatómica

Hay dos tipos principales de enlaces: iónico y covalente . Los enlaces iónicos se forman por la atracción mutua de partículas de carga eléctrica opuesta; esas partículas, formadas cuando un electrón salta de un átomo a otro, se conocen como iones Para muchos átomos, la manera más simple de completar el nivel energético exterior consiste en ganar o bien perder uno o dos electrones.

Enlace iónico Un enlace iónico es la fuerza de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta. Estos enlaces pueden ser bastante fuertes pero muchas sustancias iónicas se separan fácilmente en agua, produciendo iones libres.

K+ (catión) Cl– (anión) Muchos iones constituyen un porcentaje ínfimo del peso vivo, pero desempeñan papeles centrales. El ion potasio (K+) es el principal ion con carga positiva en la mayoría de los organismos, y en su presencia puede ocurrir la mayoría de los procesos biológicos esenciales. Cl– (anión) K+ (catión)

Na+ Impulso nervioso K+ Los iones calcio (Ca2+), potasio (K+) y sodio (Na+) están implicados todos en la producción y propagación del impulso nervioso. Na+ Impulso nervioso K+

En el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa. Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial (unos -70 milivoltios) entre el exterior de la membrana y el interior celular. Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na+/K+)

La bomba de Na+/K+ gasta ATP La bomba de Na+/K+ gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio.

Además, el Ca2+ es necesario para la contracción de los músculos y para el mantenimiento de un latido cardíaco normal.

El ion magnesio (Mg+2) forma parte de la molécula de clorofila, la cual atrapa la energía radiante del Sol en algunas algas y en las plantas verdes.

Enlace Covalente Los enlaces covalentes están formados por pares de electrones compartidos. Un átomo puede completar su nivel de energía exterior compartiendo electrones con otro átomo. En los enlaces covalentes, el par de electrones compartidos forma un orbital nuevo (llamado orbital molecular) que envuelve a los núcleos de ambos átomos.

ENLACE COVALENTE Las reacciones entre dos no metales produce un enlace covalente. El enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. Veamos un ejemplo simple de un enlace covalente, la reacción de dos átomos de H para producir una molécula de H2

Enlace covalente H-H

En un enlace de este tipo, cada electrón pasa parte de su tiempo alrededor de un núcleo y el resto alrededor del otro. Así, al compartir los electrones, ambos completan su nivel de energía exterior y neutralizan la carga nuclear.

Clasificación del Enlace Covalente Según número de electrones que participen en el enlace: ENLACE SIMPLE: 2 electrones en total X X ENLACE DOBLE: 4 electrones en total X X ENLACE TRIPLE: 6 electrones en total X X

Según la diferencia de electronegatividad, se clasifican en: Enlace Covalente Polar Enlace covalente Apolar Rango de Electronegatividad: Dif. Electroneg. > 0 ≤ 1,7 Enlace Polar Diferencia de electronegatividad = 0 Enlace Covalente Apolar

ENLACE COVALENTE COORDINADO Un enlace covalente coordinado es un enlace formado cuando ambos electrones del enlace son donados por uno de los átomos. Consiste en la compartición de un par de electrones, proveniente del mismo átomo. Ejemplo: O H O S O H O

Regla del octeto Al formar compuestos, los átomos ganan, pierden, o comparten electrones para producir una configuración electrónica estable caracterizada por 8 electrones de valencia. F : .. Esta regla es muy útil en casos que involucran átomos como C, N, O, y F.

Es habitual que los elementos representativos alcancen las configuraciones de los gases nobles. Este enunciado a menudo se denomina la regla del octeto porque las configuraciones electrónica de los gases nobles tienen 8 éS en su capa más externa a excepción del He que tiene 2 éS.

ejemplo Al combinar un carbono (4 electrones de valencia) y cuatro átomos de fluor (7 electrones de valencia) C . F : .. . la estructura de Lewis para CF4 queda así: : F .. C Se cumple la regla del octeto para el carbono y fluor.

ejemplo Es una práctica común representar un enlace covalente por una linea. Así, se puede escribir: : F .. C .. C F .. : como

Electronegatividad La electronegatividad es una medida de la habilidad de un elemento de atraer electrones cuando esta enlazado a otro elemento. Un elemento electronegativo atrae electrones. Un elemento electropositivo libera electrones.

ELECTRONEGATIVIDAD Capacidad que tiene un átomo de atraer electrones comprometidos en un enlace. Los valores de E.N. Son útiles para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre átomos de diferentes elementos.

Escala de electronegatividad de Pauling La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica. La electronegatividad disminuye al bajar en un grupo.

Covalente puro o no polar electronegatividad determina El tipo de enlace que puede darse entre Átomos diferentes Átomos iguales En los cuales En los cuales La diferencia de E.N. La diferencia de E.N. Cero Diferente de cero y el enlace es y el enlace puede ser Covalente puro o no polar covalente polar iónico ejemplo. Diferencia de E.N. Diferencia de E.N. H2; Cl2; N2 Entre 0 y 1,7 mayor que 1,7

Enlaces no-polares conectan dos átomos de la misma electronegatividad Generalización Entre más grande sea la diferencia de Electronegatividad entre dos átomos enlazados; más polar es el enlace. F : .. H—H : N Enlaces no-polares conectan dos átomos de la misma electronegatividad

Los enlaces polares conectan átomos de diferente electronegatividad Entre más grande la diferencia en electronegatividad entre dos átomos; más polar es el enlace. F : .. H d+ d- O .. H d+ d- : O C O : .. .. d- d+ d- Los enlaces polares conectan átomos de diferente electronegatividad

COMPUESTOS IÓNICOS 1. Son sólidos con punto de fusión altos (por lo general, > 400ºC) 2. Muchos son solubles en disolventes polares, como el agua.. 3. La mayoría es insoluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14. 4. Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones) 5. Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad porque contienen partículas móviles con carga (iones). COMPUESTOS COVALENTES 1. Son gases, líquidos o sólidos con punto de fusión bajos (por lo general, < 300ºC) 2. Muchos de ellos son insolubles en disolventes polares. 3. La mayoría es soluble en disolventes no polares, como el hexano C6H14. 4. Los compuestos líquidos o fundidos no conducen la electricidad. Las soluciones acuosas suelen ser malas conductoras de la electricidad porque no contienen partículas con carga.

ENLACE METALICO Los átomos de los metales se unen mediante el denominado enlace metálico. Los átomos que constituyen los metales tienen pocos electrones de valencia, pero con libertad para moverse por toda la red de iones positivos

ENLACE METALICO Las condiciones que un átomo debe tener para formar un enlace metálico son: 1. Baja energía de ionización, lo que significa facilidad para ceder electrones. 2. Orbitales de valencia vacíos, para que los electrones circulen con facilidad

ATRACCIONES MOLECULARES Se refieren a las interacciones entre partículas individuales (átomos, moléculas o iones) constituyentes de una sustancia. Estas fuerzas son bastante débiles en relación a las fuerzas interatómicas, vale decir enlaces covalentes y iónicos que puede presentar el compuesto.

Fuerzas Intermoleculares Fuerzas intermoleculares de moléculas neutras o de Van der Waals Fuerzas dipolo dipolo Fuerzas de dispersión de London. Fuerzas intermoleculares en soluciones Ion-dipolo

Puente de Hidrógeno Es un tipo de atracción dipolar particularmente fuerte, en el cual un átomo de hidrógeno hace de puente entre dos átomos electronegativos, sujetando a uno con un enlace covalente y al otro con fuerzas puramente electrostáticas.