ENLACE QUÍMICO.

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1 ENLACE QUÍMICO

2 Aprendizajes esperados
Conocer la estructura de Lewis. Identificar los diferentes tipos de enlace químico. Conocer las propiedades fisicoquímicas de los distintos tipos de compuestos (iónicos, covalentes y metálicos). Determinar la geometría molecular de distintos compuestos químicos e iones.

3 Pregunta oficial PSU De acuerdo con la siguiente representación de Lewis se puede afirmar que el elemento X I) pertenece al grupo II A de la tabla periódica. II) puede formar una molécula X2 III) tiene 4 electrones de valencia. Es (son) correcta(s) solo I. solo II. solo III. solo I y II. solo II y III Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010.

4 1. Enlace químico 2. Estructura de Lewis 3. Tipos de enlace 4. Geometría molecular

5 1. Enlace químico Se establece un enlace químico entre dos átomos o grupos de átomos cuando las fuerzas que actúan entre ellos conducen a la formación de un agregado con suficiente estabilidad (molécula). Se basa en la valencia del átomo, que corresponde a los electrones situados en el último nivel de energía. Se busca mediante esta unión una estabilidad energética basada en la regla del dueto u octeto. Elemento Configuración e– valencia Grupo N 1s22s22p3 5 VA Cl [Ne]3s23p5 7 VIIA Ca [Ar]4s2 2 IIA

6 2. Estructura de Lewis 2.1 Regla del octeto
Los electrones se transfieren o se comparten de manera que los átomos adquieren una configuración de gas noble: regla del octeto. Los electrones que participan en el enlace químico son los electrones de valencia y pueden formar enlaces sencillos, dobles o triples. Los átomos se representan con su símbolo y alrededor se colocan los electrones de valencia, representados mediante puntos o barras según se refiera a uno o dos electrones, respectivamente. Ion nitrito NO2–

7 2. Estructura de Lewis

8 Actividades Determina la estructura de Lewis del SO2
1. Se determina la configuración electrónica y los electrones de valencia de cada elemento. Elemento Configuración e– de valencia e– valencia totales Azufre (S) [Ne]3s23p4 6 Oxígeno (O) [He]2s22p4 6 x 2 12 Total 18 2. Se sitúa como átomo central el menos electronegativo (en este caso, el S) y se distribuyen los electrones de manera que cada átomo cumpla con la regla del octeto.

9 2. Estructura de Lewis 2.2 Excepciones
Existen muchos compuestos covalentes que no cumplen la regla del octeto, ya sea por defecto o por exceso de electrones. Por ejemplo, el trifluoruro de boro (BF3) y el hidruro de berilio (BeH2) no llegan a completar su octeto por falta de electrones de valencia. Por el contrario, en el pentacloruro de fosforo (PCl5) y el hexafluoruro de azufre (SF6) el átomo central forma cinco y seis enlaces, respectivamente, con un exceso de electrones debido a la existencia de los niveles 3d vacíos.

10 3. Tipos de enlace 3.1 Enlace iónico Características del enlace
Propiedades de los compuestos Se produce cuando entran en contacto un elemento muy electropositivo y uno muy electronegativo produciéndose una TRANSFERENCIA de electrones desde el primero hacia el segundo. Se forma entre elementos de los grupos IA o IIA con elementos de los grupos VIA o VIIA. Diferencia de electronegatividad ≥ 1,7 Forman redes cristalinas. Son sólidos con puntos de fusión y ebullición altos. Son solubles en disolventes polares. Conducen la corriente eléctrica en disolución acuosa. No conducen la corriente en estado sólido. Son malos conductores térmicos. CsCl

11 3. Tipos de enlace 3.2 Enlace covalente Características del enlace
Propiedades de los compuestos Se forma por COMPARTICIÓN de un par de electrones entre dos átomos, adquiriendo ambos estructura electrónica de gas noble. Diferencia de electronegatividades < 1,7 Se forma generalmente entre elementos no metálicos. Existen enlaces covalentes polares, apolares y dativos. Presentan temperaturas de ebullición y fusión bajas. A CNPT, pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Son aislantes de corriente eléctrica y calor. Son solubles en disolventes apolares.

12 Covalente coordinado o dativo
3. Tipos de enlace 3.2 Enlace covalente Covalente polar Ejemplos Formado por dos átomos diferentes. Un núcleo tiene mas fuerza que otro para atraer electrones de enlace. Se forman dipolos. 0,4   E.N.  1,7 H2O HCl SO2 CCl4 CH3Cl Covalente apolar Formado por dos átomos iguales. Núcleos ejercen una fuerza de atracción equivalente (enlace perfecto). 0   E.N.  0,4 Se presenta en moléculas monoelementales. O2 F2 H2 N2 Br2 Covalente coordinado o dativo Enlace covalente polar (compartición de un par de electrones) con la peculiaridad de que es uno de los dos átomos el que aporta los 2 electrones. NH4+ H2SO4 H3O+

13 Nuestro cobre chileno. Gran conductor de la electricidad.
3. Tipos de enlace 3.3 Enlace metálico Características del enlace Propiedades de los compuestos Característico de los metales. Es un enlace fuerte, que se forma entre elementos de la misma especie, de electronegatividades bajas y similares. Se forma una nube electrónica con los electrones deslocalizados. Son dúctiles y maleables. Son buenos conductores de la electricidad. Conducen el calor. Tienen puntos de fusión y ebullición variables. La mayoría son sólidos a T ambiente (excepto el mercurio). Son, generalmente, insolubles en cualquier tipo de disolvente. Tienen un brillo característico, debido a que absorben energía de cualquier longitud de onda. Nuestro cobre chileno. Gran conductor de la electricidad.

14 3. Tipos de enlace

15 4. Geometría molecular 4.1 Teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) Explica la forma tridimensional de la molécula. Existen dos tipos de moléculas: 1) Moléculas sin pares de electrones libres en el átomo central 2) Moléculas con pares de electrones libres en el átomo central Electrones enlazantes mantienen equidistancia Electrones libres repelen a electrones enlazantes

16 4. Geometría molecular 1) Moléculas sin pares de electrones libres en el átomo central

17 4. Geometría molecular 2) Moléculas con pares de electrones libres en el átomo central

18 4. Geometría molecular SF4 PE=4 PL=1 Balancín ClF3 PE=3 PL=2
2) Moléculas con pares de electrones libres en el átomo central SF4 PE=4 PL=1 Balancín ClF3 PE=3 PL=2 Forma de T BrF5 PE=5 Pirámide cuadrada XeF4 Plano cuadrada

19 Actividades Determina estructura de Lewis y geometría molecular del CO32– Paso 1. C es menos electronegativo que O, coloca C en el centro. Paso 2. Cuenta los electrones de valencia, sumando los electrones que dan la carga al ion. Elemento Configuración e– de valencia e– valencia totales Carbono (C) [He]2s22p2 4 Oxígeno (O) [He]2s22p4 6 x 3 18 + 2 (cargas negativas) Total 24 Paso 3. Dibuja enlaces sencillos entre los átomos de C y O y completa los octetos.

20 ¿Dónde se encuentran localizadas las dos cargas negativas?
Actividades Paso 4. El carbono debe presentar 4 enlaces. ¿Dónde se encuentran localizadas las dos cargas negativas? Paso 5. Basándote en el modelo TRPECV, identifica la geometría de la molécula. El C (átomo central) está unido a tres átomos de O y no tiene pares de electrones libres. Por tanto, la geometría del ión carbonato es TRIANGULAR (trigonal plana).

21 Ejercicios ¿Cuál de las siguientes estructuras de Lewis representa al ion nitrato, NO3–?. Considere que cada línea representa a un par de electrones. Alternativa D Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2011.

22 Actividades Solución:
Para desarrollar la estructura del ion se debe distribuir los electrones de valencia del N, del O y la carga proveniente del anión, de modo tal que cada átomo cumpla con la regla del octeto. De acuerdo con los símbolos de Lewis del N y del O (figura 1), se puede observar que el átomo de nitrógeno necesita tres electrones para completar su octeto y el oxígeno necesita dos electrones (figura 2). Una vez acomodados los electrones (figura 3), los puntos que los representan pueden ser cambiados por líneas de acuerdo al tipo de enlace. Finalmente la estructura correcta, de acuerdo al modelo de Lewis, es la opción D) (figura 4).

23 B Pregunta oficial PSU Comprensión
De acuerdo con la siguiente representación de Lewis se puede afirmar que el elemento X I) pertenece al grupo II A de la tabla periódica. II) puede formar una molécula X2 III) tiene 4 electrones de valencia. Es (son) correcta(s) solo I. solo II. solo III. solo I y II. solo II y III Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010. B Comprensión

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27 Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 1 C
El enlace químico Reconocimiento 2 B Aplicación 3 Comprensión 4 5 D ASE 6 A 7 8 9 E 10 11 12

28 Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 13 A
El enlace químico Comprensión 14 B ASE 15 16 C Aplicación 17 D 18 19 20 21 E Reconocimiento 22 23 24 25

29 Síntesis de la clase ¿Qué tipo de enlace tienen los siguientes compuestos?