Enlace Químico.

Presentación del tema: "Enlace Químico."— Transcripción de la presentación:

1 Enlace Químico

2 Enlace Químico En 1704, Isaac Newton enunció su teoría del enlace químico: Las partículas se atraen unas a otras mediante alguna fuerza, la cual es extremadamente fuerte cuando estas partículas se ponen en contacto a pequeñas distancias y produciéndose un efecto sensible. En 1819, Berzelius desarrolló una teoría acerca del enlace químico destacando el carácter electronegativo de los átomos que se enlazan. En el siglo XIX Frankland, Kekule, Couper, Butlerov y Kolbe desarrollaron la teoría de valencia, basada en la idea de que los compuestos estaban unidos debido a una atracción de polos positivos y negativos.

3 Concepto actual de Enlace Químico
Existe un enlace químico entre dos átomos cuando las fuerzas que actúan entre ellos son de una intensidad tal que se forma un agregado con estabilidad suficiente como para ser considerado por el químico como una especie independiente. Linus Carl Pauling Energía mínima para la formación de un enlace ΔH ≥ - 42 kJ.mol-1

4 Formación de un enlace Formación de la molécula de H2
Formación del NaCl

5 Características del enlace químico
Distancia de enlace Energía de enlace Características del enlace químico Ángulo de enlace Momento dipolar del enlace

6 Longitud o distancia de enlace
Es la separación internuclear de equilibrio entre dos átomos enlazados. Esta distancia de equilibrio es una distancia media, ya que los átomos se encuentran vibrando continuamente. Se determina por difracción de Rayos X para sustancias sólidas cristalinas o por espectroscopia molecular en sustancias que no cristalizan con facilidad o son líquidas y por difracción de electrones en gases.

7 Cambio en la distancia de enlace con la variación periódica de las propiedades físicas de los elementos Sustancia Distancia/pm H2 74 ClF 163 N2 109 BrCl 214 O2 121 BrF 176 NO 115 ICl 232 CO 113 NaCl 238 F2 144 NaBr 264 Cl2 199 NaI 290 Br2 228 KCl 279 I2 267 KBr 294 HF 92 KI 323 HCl 127 RbCl 289 HBr 141 CsCl 306 HI 160 CsBr 314

8 Distancia de enlace entre dos átomos de determinados elementos que se encuentran formando diferentes sustancias Enlace Sustancia Distancia/pm O-H agua 96 peróxido de hidrógeno 97 metanol ácido fórmico C-C diamante 154 etano etanol 155 C-H metano 109,5 eteno 108,7

9 Distancia de enlace entre átomos de carbono en algunas moléculas
Tipo de Enlace Distancia/pm C-C Simple 154 C=C Doble 134 C≡C Triple 120 C-O 143 C=O 123 C-N C=N 138 C≡N 116

10 Energía de enlace (∆Hf): cantidad media de energía calórica que se libera por cada enlace cuando los átomos de las sustancias al estado gaseoso, se combinan con formación de moléculas de nuevas sustancias también al estado gaseoso ∆Hf = - D Moléculas diatómicas H2 (g) = 2 H (g) D = 436,4 kJ.mol-1 Moléculas poliatómicas CH4 (g) = C (s) H (g) D = 1661 kJ.mol-1 Energía de disociación C-H será 1661/4 = 415,25 kJ.mol-1

11 Energía de enlace para moléculas diatómicas
Sustancia D/kJ.mol-1 F2 154,8 LiH 242,7 Cl2 242,6 NaH 196,7 Br2 192,9 KH 179,9 I2 151,1 RbH 163,2 B2 288,8 N2 945,8 HF 564,9 HCl 431,1 Li2 104,6 HBr 365,8 Na2 71,1 HI 298,8 K2 50,2 Rb2 46,0

12 Variación de Energía de enlace de moléculas diatómicas con la multiplicidad del enlace
D/kJ.mol-1 C-C 347,3 C=C 610,9 C≡C 836,8 C-O 355,7 C=O 707,1 C≡O 1072 O-O 142,3 O=O 489,5 N-N 163,2 N=N 418 N≡N 941,4 C-N 305 C=N 615 C≡N 891

13 Ejemplos de energías de enlace C-H en algunas moléculas:
La energía de enlace entre dos átomos es similar, independientemente de los átomos vecinos en la molécula, lo que avala, una vez más, la afirmación de que las características del enlace químico dependen fundamentalmente de las propiedades intrínsecas de los átomos que se enlazan Ejemplos de energías de enlace C-H en algunas moléculas: CH4 (g) = CH3 (g) H (g) D = 415 kJ.mol-1 CH3-CH3 (g) = CH3- CH2 (g) H (g) D = 410 kJ.mol-1

14 MAYOR ENERGÍA DE DISOCIACIÓN MENOR DISTANCIA DE ENLACE
MAYOR FORTALEZA DEL ENLACE

15 Ángulo de enlace: ángulo externo formado por los segmentos de recta que pasan por un átomo central y dos átomos unidos a este. Debido a la vibración de los átomos enlazados, el ángulo de enlace es un valor promedio. C A B

16 Ángulos de enlace respecto al átomo de carbono
Molécula Nombre Ángulo/º CH4 metano 109,5 CH3Cl clorometano 110,5 CH2Cl2 diclorometano 112 CH3Br bromometano 111,2 CH3I yodometano 111,4 CH3OH metanol 109,3 C2H6 etano La naturaleza del átomo central es la que determina el ángulo de enlace.

17 Ángulos de enlace H-X-H en diferentes compuestos hidrogenados
Sustancia Ángulo/º CH4 109,5 NH3 107,3 H2O 104,5 SiH4 PH3 93,3 H2S 92,2 GeH4 AsH3 91,8 H2Se 91,0 SnH4 SbH3 89,5 H2Te

18 Momento dipolar del enlace
El momento dipolar (pe) es una magnitud vectorial, de forma tal que se representa por una saeta cuyo sentido está dirigido hacia el centro de carga negativa. La dirección de esta magnitud coincide con la del enlace en moléculas diatómicas. δ δ+ Cl H pe ……………………… …………………… HCl LiCl NaCl KCl Pe=3,57x10-30 C.m Pe=24,30x10-30 C.m Pe=30,00x10-30 C.m Pe=34,30x10-30 C.m

19 Carga parcial Cargas aproximadas que tienen los átomos en un enlace determinado. Cl: Inicialmente es más electronegativo y disminuye su χ al formar el enlace (δ -) H: Inicialmente es menos electronegativo y aumenta su χ al formar el enlace (δ +) δ δ+ Cl H

20 Carga parcial Principio de igualación de las electronegatividades.
El cambio que experimenta la χ de un átomo al formar el enlace es una medida de la carga, + o -, que tiene el mismo en el enlace en cuestión. δ =

21 Pauling estableció la relación entre la diferencia de electronegatividad de dos elementos y el porcentaje de carácter iónico del enlace formado por los átomos de estos. Henry y Smyth modificaron esta relación, de forma tal que: Donde χA y χB son las electronegatividades correspondientes a los dos elementos cuyos átomos forman el enlace.

22 Momento Dipolar en moléculas poliatómicas
. Momento Dipolar en moléculas poliatómicas Compuesto Momento dipolar.10-30 / C.m /C.m NH3 4,93 O3 1,7 NF3 0,80 CS2 H2O 6,13 CO2 H2S 3,06 SO2 5,43 SiH4 H2O2 7 O = C = O pe = 0 C.m pe = 1,7x10-30 C.m

23 El momento dipolar en el amoníaco es mayor

24 Modelos de enlace químico
Enlace iónico Enlace covalente Enlace metálico

25 Iónico Covalente Metálico Naturaleza del enlace Transferencia de electrones A+ B- Compartición de electrones A:B Electrones deslocalizados Naturaleza de los átomos Átomos de electronegatividades muy diferentes Electronegatividades igual o muy semejantes Átomos de baja electronegatividad, energía de ionización y electroafinidad Estado de agregación Sólidos Sólidos, líquidos y gaseosos según las fuerzas intermoleculares Sólidos excepto el Hg Tf y Te Altas Bajas Cristales Forman redes cristalinas iónicas con fuertes atracciones electrostáticas Pueden formar cristales moleculares donde la fuerza de interacción son más débiles Forman redes cristalinas metálicas Otras propiedades Solubles en agua Conducen la corriente eléctrica fundidos o en disolución No conducen la corriente eléctrica Conducen la corriente eléctrica Reaccionan violentamente con H2O