UNIÓN DE ÁTOMOS Generalmente los átomos (y los iones) no se encuentran aislados sino que se unen unos a otros formando millones de sustancias puras distintas.

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1 UNIÓN DE ÁTOMOS Generalmente los átomos (y los iones) no se encuentran aislados sino que se unen unos a otros formando millones de sustancias puras distintas. Una excepción son los elementos del grupo 18 (gases nobles). Los átomos de estos elementos no se unen entre sí, ni con átomos de otros elementos. Esto es debido a que la configuración electrónica de estos átomos es la más estable (la de menor energía). El resto de los elementos cuando forman enlaces tienden, generalmente, a adquirir la configuración electrónica de un gas noble.

2 Se llama enlace químico a la fuerza de unión entre los átomos (o iones) que forman las distintas sustancias. En función de cómo consiguen los átomos adquirir configuraciones electrónicas más estables, los enlaces químicos se clasifican en tres tipos distintos: Enlace covalente. Enlace iónico. Enlace metálico.

3 ENLACES QUÍMICOS

4 1. NATURALEZA DEL ENLACE QUÍMICO
Cuando los átomos se enlazan tienden a adquirir una configuración electrónica más estable. Para la mayoría de los elementos representativos esta configuración es la del gas noble más próximo a ellos en la tabla periódica. Para adquirir esta configuración electrónica los átomos ceden, captan o comparten electrones. Los átomos se unen entre sí porque de esta forma disminuye su energía. La energía de los átomos unidos es menor que la suma de las energías de los átomos por separado.

5 Las fuerzas de unión entre los átomos (enlaces químicos) es siempre de naturaleza electrostática.
Entre los dos átomos enlazados existen fuerzas de repulsión (entre los dos núcleos enlazados y entre los electrones) y fuerzas de atracción (entre los núcleos y los electrones). Para que se produzca un enlace químico las fuerzas de atracción tienen que contrarrestar a las fuerzas de repulsión.

6 3 EL ENLACE IÓNICO Enlace iónico METAL + NO METAL
Este tipo de enlace se forma cuando se unen un metal con un no metal: Enlace iónico METAL NO METAL Los átomos de los metales tienen tendencia a ceder electrones y transformarse en cationes. Los átomos de los no metales tienen tendencia a captar electrones y transformarse en aniones. El enlace iónico se basa en la transferencia de electrones. Los átomos del metal transfieren electrones a los del no metal, formándose iones de distinto signo que se atraen mutuamente por fuerzas electrostáticas.

7 Ejemplo: cloruro de sodio, sal común (NaCl)
Animación 1 Animación 2 Los compuestos iónicos están formados por la unión de iones de carga positiva (cationes) con iones de carga negativa (aniones). En estado sólido todos estos iones están unidos unos a otros de una forma ordenada, formando estructuras (o redes) cristalinas.

8 En su conjunto los compuestos iónicos son eléctricamente neutros
En su conjunto los compuestos iónicos son eléctricamente neutros. Las cargas positivas aportadas por los cationes se compensan con las cargas negativas aportadas por los aniones. Los compuestos iónicos se simbolizan mediante su fórmula empírica. Esta fórmula nos indica la proporción en la que se encuentran los iones. Animación Ejemplos: Hemos explicado que la sal común es un compuesto iónico y que por cada ion cloruro (Cl-) existe un ion sodio (Na+). La fórmula del cloruro de sodio se indica por NaCl. El cloruro de calcio también es un compuesto iónico. En él, por cada ion calcio Ca2+ existen dos iones cloruro Cl- (en este caso para que el compuesto sea eléctricamente neutro tiene que haber el doble de aniones que de cationes). Su fórmula empírica es: CaCl2.

9 catión (metal) x anión (no metal) y
Formulación de compuestos iónicos: al formular un compuesto iónico escribimos primero el símbolo del elemento que forma los cationes (el metal) y a continuación el símbolo del elemento que forma los aniones (el no metal). Con unos subíndices que nos indican la proporción en la que se encuentran los iones. catión (metal) x anión (no metal) y Nomenclatura de compuestos iónicos: se nombran indicando el nombre de los iones que lo forman. Se nombran al revés que se formulan: primero se nombra el anión y a continuación, separados por la preposición de, se indica el nombre del catión. nombre del anión de nombre del catión

10 COMPUESTO BINARIO DEL Na CON EL S
Cada átomo de Na tiene tendencia a ceder 1 e- y formar el ion Na+ (ion sodio) Cada átomo de azufre capta 2 e- y forma el ion S2- (ion sulfuro). Para que el compuesto iónico sea eléctricamente neutro por cada ion S2- tiene que haber 2 iones Na+. (Na+)2 (S2-)1 Fórmula empírica: Nombre del compuesto: Na2S sulfuro de sodio Estructura cristalina

11 COMPUESTO BINARIO DEL Ca CON EL F
Cada átomo de Ca tiene tendencia a ceder 2 e- y formar el ion Ca2+ (ion calcio) Cada átomo de flúor capta 1 e- y forma el ion F- (ion fluoruro). Para que el compuesto iónico sea eléctricamente neutro por cada ion Ca2+ tiene que haber 2 iones F-. (Ca2+)1 (F-)2 Fórmula empírica: Nombre del compuesto: CaF2 fluoruro de calcio Estructura cristalina

12 Propiedades de los compuestos iónicos
Son sustancias sólidas que presentan temperaturas de fusión y ebullición elevadas. Esto es debido a que todos los iones están unidos fuertemente unos a otros por fuerzas electrostáticas Son duros pero frágiles (quebradizos). Al ser golpeados, el cristal se distorsiona, se produce un acercamiento entre los iones de igual signo que se repelen entre sí.

13 La mayoría son muy solubles en agua.
Animación disolución del NaCl En estado sólido no son conductores de la corriente eléctrica (los iones están fuertemente unidos unos a otros y no pueden desplazarse) Fundidos o en disolución acuosa son buenos conductores de la corriente eléctrica (debido a la existencia de iones que pueden desplazarse)

14 + - Polo negativo o cátodo.
Polo positivo o ánodo. Los iones negativos (aniones) presentes en la disolución, son atraídos por él. Polo negativo o cátodo. Los iones positivos (cationes) presentes en la disolución, se dirigen hacia él. Al disolverse se separan los iones que forman un compuesto iónico.

15 2 ENLACE COVALENTE Enlace covalente NO METAL + NO METAL
Este tipo de enlace se produce entre átomos de elementos no metálicos. El enlace se puede producir entre átomos de un mismo elemento o de elementos diferentes. Enlace covalente NO METAL NO METAL Los átomos de los no metales necesitan “ganar” electrones para adquirir la configuración electrónica de un gas noble. Como los dos átomos que se enlazan tienen que “ganar” electrones la única forma de conseguirlo es compartiendo electrones. Cuando se forma un enlace covalente los átomos alcanzan la estabilidad compartiendo pares de electrones.

16 2.1 Formación de moléculas en las sustancias simples
Generalmente cuando los átomos están unidos mediante enlaces covalentes dan lugar a la formación de moléculas. Molécula de cloro (Cl2) Los dos átomos de cloro comparten 1 par de electrones, están unidos mediante un enlace covalente sencillo.

17 Molécula de oxígeno O2 Los dos átomos de oxígeno comparten 2 pares de electrones. Están unidos mediante un enlace covalente doble. Molécula de nitrógeno N2 Los dos átomos de nitrógeno comparten 3 pares de electrones. Están unidos mediante un enlace covalente triple.

18 Regla del octeto. La regla del octeto establece que, generalmente (esta norma no se cumple siempre), cuando los átomos se enlazan tienden a quedarse en la última capa con 8 electrones (octeto) y así alcanzar mayor estabilidad. Estructuras (o diagramas) de Lewis de los elementos

19 Representación del enlace covalente mediante estructuras (o diagramas de Lewis)
La mayoría de las sustancias simples no metálicas están formadas por moléculas generalmente diatómicas (moléculas formadas por la unión de dos átomos). Las sustancias formadas por moléculas las simbolizamos mediante su fórmula molecular que nos indica los átomos que forman cada molécula. El hidrógeno (H2), el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el flúor (F2), el cloro (Cl2), el bromo (Br2) y el yodo (I2) están formados por moléculas diatómicas. Para representar los enlaces covalentes se utilizan las estructuras de Lewis. Animación

20 2.2 Cristales atómicos covalentes
Generalmente las sustancias simples no metálicas están formadas por moléculas. Una excepción es el carbono. El carbono se encuentra en la naturaleza de dos formas distintas: el diamante y el grafito. En ambos casos los átomos de carbono están unidos unos a otros de una forma ordenada, mediante enlaces covalentes, formando estructuras cristalinas (cristales atómicos covalentes) Lápiz C (diamante) C (Grafito)

21 2.5 Compuestos covalentes moleculares
La mayoría de los compuestos binarios formados por la unión de átomos de dos no metales están formados por moléculas. H2O (agua) HCl (cloruro de hidrógeno)

22 NH3 (amoníaco) CH4 (metano) CO2 (dióxido de carbono)

23 2.6 Compuestos covalentes reticulares (cristalinos)
Generalmente cuando los átomos están unidos por enlaces covalentes se forman sustancias moleculares. Excepcionalmente hay algunos compuestos que no están formados por moléculas sino que todos los átomos están unidos unos a otros, mediante enlaces covalentes, de una forma ordenada formando estructuras cristalinas tridimensionales. Ejemplos: cuarzo (Si O2), carburo de silicio (Si C) Este tipo de compuestos se representan mediante su fórmula empírica. Esta fórmula nos indica la proporción en la que se encuentran los átomos en la red cristalina.

24 2.4 2.5 2.6 Propiedades de las sustancias unidas mediante enlaces covalentes
En estas sustancias los átomos que forman las moléculas están fuertemente unidos unos a otros mediante enlaces covalentes. Sin embargo las fuerzas de unión entre las moléculas (fuerzas intermoleculares) son bastante débiles. Sustancias moleculares (elementos o compuestos) Debido a que las fuerzas de unión entre las moléculas son débiles las temperaturas de fusión y de ebullición suelen ser bajas. Por ello a temperatura ambiente estas sustancias suelen ser gases o líquidos (si son sólidos tienen temperaturas de fusión bajas y son blandos) Son malos conductores de la corriente eléctrica, incluso disueltos o fundidos (las moléculas son partículas sin carga eléctrica) Solubilidad: generalmente son insolubles o muy poco solubles en agua.

25 Cristales atómicos covalentes
Las propiedades de este tipo de sustancias (diamante C, cuarzo SiO2, carburo de silicio SiC,... ) son consecuencia de las intensas fuerzas de unión entre todos los átomos. Todos los átomos están unidos entre sí mediante enlaces covalentes. Son sólidos con muy elevadas temperaturas de fusión. De gran dureza. Malos conductores de la corriente eléctrica. Todos los electrones están fuertemente unidos a los núcleos de los átomos. .

26 4 ENLACE METÁLICO Es el tipo de enlace que mantiene unidos a los átomos de un metal. Modelo de la “nube de electrones” (“mar de electrones”) Los átomos del metal ceden sus electrones de valencia convirtiéndose en iones positivos (cationes). Estos iones se agrupan de forma ordenada y compacta formando redes cristalinas (redes cristalinas metálicas). Los electrones de valencia de todos los átomos forman una “nube de electrones” que se desplaza libremente a través de todo el cristal.

27 El enlace metálico es consecuencia de la mutua atracción entre los iones positivos del metal y la nube de electrones que los rodea. Las sustancias metálicas se simbolizan con el símbolo del elemento. Ejemplos: cobre (Cu), aluminio (Al), calcio (Ca), hierro (Fe), plata (Ag), …

28 Propiedades de los metales
Temperaturas de fusión y ebullición altas, síntoma de que el enlace entre los átomos es fuerte. Todos (salvo el Hg) son sólidos a temperatura ambiente. Generalmente muy densos, la red metálica es muy compacta (cationes muy juntos). Muy buenos conductores de la corriente eléctrica, debido a la movilidad de los electrones de valencia. Buenos conductores del calor, la estructura compacta de los cationes permite que las vibraciones por agitación térmica se transmitan rápidamente a través de ella.

29 Son dúctiles y maleables, la existencia de la nube de electrones hace que las capas puedan deslizar unas sobre otras sin que aumenten las fuerzas de repulsión entre ellas. . Animación