ENLACE QUIMICO: ENLACE QUÍMICO

¿COMO SE FORMAN LOS COMPUESTOS QUÍMICOS EXISTENTES EN LA NATURALEZA?

Enlace Químico

es el proceso químico responsable de las interacciones entre átomos, moléculas e iones, que tiene una estabilidad en los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos.

Los químicos suelen apoyarse en la fisicoquímica o en descripciones cualitativas

En general, el enlace químico fuerte está asociado en la transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos —que forman la mayor parte del ambiente físico que nos rodea— está unido por enlaces químicos, que determinan las propiedades físicas y químicas de la materia.

Las cargas opuestas se atraen, porque, al estar unidas, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados. Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles ya que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.

La regla o ley del octeto

Enunciada en 1916 por Gilbert Newton Lewis, dice que la tendencia de los iones de los elementos del sistema periódico es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 iones que tienen carga negativa, es decir electrones, de tal forma que adquiere una configuración muy estable. Esta configuración es semejante a la de un gas noble, los elementos ubicados al extremo derecho de la tabla periódica. Los gases nobles son elementos electroquímicamente estables, ya que cumplen con la estructura de Lewis, son inertes, es decir que es muy difícil que reaccionen con algún otro elemento. Esta regla es aplicable para la creación de enlaces entre los átomos, la naturaleza de estos enlaces determinará el comportamiento y las propiedades de las moléculas. Estas propiedades dependerán por tanto del tipo de enlace, del número de enlaces por átomo, y de las fuerzas intermoleculares.

Existen diferentes tipos de enlace químico, basados todos ellos, como se ha explicado antes en la estabilidad especial de la configuración electrónica de los gases nobles, tendiendo a rodearse de ocho electrones en su nivel más externo. Este octeto electrónico puede ser adquirido por un átomo de diferentes maneras:

· Enlace iónico

· Enlace covalente

· Enlace metálico

· Enlaces intermoleculares

· Enlace coordinado

Es importante saber, que la regla del octeto es una regla práctica aproximada que presenta numerosas excepciones pero que sirve para predecir el comportamiento de muchas sustancias.

En la figura se muestran los 4 electrones de valencia del carbono, creando dos enlaces covalentes, con los 6 electrones en el último nivel de energía de cada uno de los oxígenos, cuya valencia es 2. La suma de los electrones de cada uno de los átomos son 8, llegando al octeto. Nótese que existen casos de moléculas con átomos que no cumplen el octeto y son estables igualmente.

Propiedades para la formación de enlaces:

Energía de ionización: es la energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo, de un elemento en estado gaseoso.

Afinidad electrónica: la energía liberada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental (de mínima energía) captura un electrón y forma un ion mononegativo.

Electronegatividad: es una medida de la capacidad de un átomo (o de manera menos frecuente un grupo funcional) para atraer a los electrones, cuando forma un enlace químico en una molécula.¹ También debemos considerar la distribución de densidad electrónica alrededor de un átomo determinado frente a otros distintos, tanto en una especie molecular como en sistemas o especies no moleculares. El flúor es el elemento con más electronegatividad, el Francio es el elemento con menos electronegatividad.

Valencia: mayor Es el número de electrones que tiene un elemento en su último nivel de energía, son los que pone en juego durante una reacción química o para establecer un enlace con otro elemento.

Número de Oxidación: Se denomina número de oxidación a la carga que se le asigna a un átomo cuando los electrones de enlace se distribuyen según ciertas reglas un tanto arbitrarias.

Tipos de enlace:

Enlace iónico o electrovalente: Transferencia de electrones. No es orientado.

Enlace covalente: Compartimiento de electrones. Es orientado.

Enlace Metálico: No es orientado. Es más móvil.

Ejemplos de compuestos químicos:

El agua que es la unión de hidrógeno con oxígeno (H20)

La sal de cocina o cloruro de sodio (NaCl)

Nitrato de plata (AgNO3).

Sosa Cáustica o hidróxido de sodio (NaOH).

Acido bórico (H3BO3)

Acido Clorhídrico o muriático (HCl)

Acido sulfúrico (H2SO4)

Benzoato de Sodio (C6H5CO2Na)

Fluoruro de Sodio (NaF)

Óxido de Zinc (ZnO)

Resuelve:

1-Qué entiendes por enlace químico?

Es la fuerza existente dos o más átomos que los mantiene unidos en las moléculas. Al producirse un acercamiento entre dos o más átomos, puede darse una fuerza de atracción entre los electrones de los átomos y el núcleo de uno u otro átomo. Si la fuerza llega a ser lo suficientemente grande para mantener los átomos unidos, se forma un enlace químico Para la mayoría de los elementos se trata de completar ocho electrones en su último nivel.

2-Identifique y defina las propiedades que debe tener todo enlace químico para su formación?

Radio atómico

El radio atómico aumenta de arriba hacia abajo dentro de cada grupo puesto que los elementos situados hacia la parte interior tiene un mayor número de niveles de energía, así el menor radio atómico de cada familia es el del elemento que se encuentra arriba dentro de cada periodo. El radio atómico de los elementos aumenta de derecha a izquierda debido a que los elementos situados hacia la izquierda en el mismo periodo tienen menos protones en su núcleo y atraen con menor fuerza los electrones.

Estructura electrónica

Es el modo en el cual los electrones están ordenados en un átomo, moléculas u otra estructura física de acuerdo con la aproximación orbital en el cual la onda del sistema se expresa como un producto de orbitales anti-simetrizada. Los electrones se van situando en diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta estar completos, es importante saber cuántos electrones existen en el nivel más externo del átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos.

Radio iónico

El radio iónico es al igual que el radio atómico, la distancia entre el centro del núcleo del átomo y electrón estable más alejado del mismo pero haciendo referencia no al átomo, si no al ion. Este aumenta en la tabla de derecha a izquierda por los grupos y de arriba hacia abajo por los periodos

Radio covalente

En química se denomina radio covalente a la mitad de distancia entre dos átomos iguales que forman un enlace covalente.

Volumen atómico

Es el volumen que se ocupa un mol de átomo del elemento considerado. Se obtiene según la ecuación:

Volumen del átomo = Masa atómica/densidad

Potencial de ionización

También llamados energía de ionización, en la cantidad de energía necesaria para remover de un átomo en su estado fundamental. Existe una primera energía de ionización cuando se trata de remover el electrón, más alejado del núcleo, una segunda energía de ionización para un segundo electrón y así sucesivamente. El potencial de ionización que se mide en unidades de energía como solido o electrón voltios. Aumenta de forma inversa el radio atómico. A mayor radio atómico es obvio que el ultimo electrón se remueve con mayor facilidad y la ionización de energía se mejor. Por tanto el potencial de ionización aumenta de abajo hacia arriba de cada grupo y de izquierda a derecha

Afinidad electrónica

Es la cantidad de energía que se intercambia en el proceso de adición de un electrón a un átomo gaseoso a un estado fundamental. En el proceso por lo general se desprende energía un electrón que se acorea a un átomo neutro es atraído por su núcleo, pero repelido por sus electrones disminuye al bajar los grupos, aumenta los periodos de izquierda a derecha

Electronegatividad

Es una medida de la capacidad relativa de un átomo o de una molécula para atraer electrones, la escala de electronegatividades fue establecida por el químico norteamericano Linos Pauling, la escala de Pauling es relativa a partir de la asignación de un valor arbitrario de u o a flúor que es el elemento más electromagnético

Valencia iónica

Valencia con la que actúan los átomos cuando forman enlaces iónicos, coinciden con el número de electrones que le sobran o le faltan para completar su capa de valencia

Valencia covalente

Valencia con la que actúan los átomos cuando forman enlaces covalentes. Coinciden con el número de electrones que comparte en el enlace covalente

Carácter metálico

Un elemento se considera metal desde un punto de vista electrónico cuando sede fácilmente electrones y no tiene tendencia a ganarlos, es decir, los metales son muy pocos electronegativos. Un no metal es un elemento que difícilmente sede electrones y si sede tendencia a ganarlos es muy electronegativo.

Los gases nobles no tienen ni carácter metálico ni no metálico.

Los semimetales son los elementos que tienen definido los carácter metálico o no metálico y se sitúa ordenando esta línea divisora

3-Qué diferencia encuentras entre número de oxidación y valencia de un elemento?

El número de oxidación, como ya sabemos nos representa el número de electrones con el que el átomo va a combinarse y formar un compuesto, este a su vez posee un signo. Mientras que la Valencia son los electrones que posee el átomo en su último orbital, pero no posee un signo.

El número o estado de oxidación tiene signo porque considera a las uniones como iónicas por lo tanto es positivo si el átomo pierde electrones o los comparte con otro que tenga tendencia a ganarlos (más electronegativo). Es negativo si el átomo gana electrones.

Los metales por lo tanto tienen números de oxidación positivos, porque tienden a ceder electrones, al contrario de los no metales estos son negativos en su estado de oxidación, porque en las uniones iónicas estos ganan electrones.

Ejemplo:

Fe2O3

Valencia hierro: 3

Valencia oxígeno: 2

Número oxidación hierro: +3 porque pierde 3 electrones

Número oxidación oxígeno: -2 porque cada oxígeno gana 2 electrones.

4-Cuales son los diferentes tipos de enlaces que existen definalos y de ejemplos?

Enlace Iónico

Los enlaces iónicos ocurren generalmente entre un elemento muy electronegativo, como un no metal con otro elemento poco electronegativo como un metal.

Los no metales, debido a su elevada electronegatividad, al enlazarse iónicamente con los metales, adquieren carga eléctrica negativa.

Átomos con exceso de electrones, o sea, con carga eléctrica negativa son llamados aniones. Ya, los metales, en el enlace iónico, adquieren carga eléctrica positiva debido a la perdida de uno o más electrones.

Átomos que cedieron electrones, o sea, adquirieron carga eléctrica positiva, son llamados cationes.

Las principales propiedades de los compuestos iónicos son:

Altos puntos de fusión y ebullición

Conducen corriente eléctrica cuando son disueltos en agua o fundidos

Presentan aspecto cristalino

Un ejemplo de compuesto iónico, está, ciertamente en nuestras cocinas. Se trata del cloruro de sodio, popularmente conocido como sal de mesa. Esta sal esta compuesta por dos elementos, un metal, el Sodio y un no metal, el Cloro.

Ambos elementos por medio del enlace iónico, adquieren una estabilidad energética, la cual es explicada por la regla del octeto. La regla dice que los átomos con excepción del hidrógeno, adquieren estabilidad al poseer ocho electrones en su última capa.

Ejemplo:

La sal común se forma cuando los átomos del gas cloro se ponen en contacto con los átomos del metal sodio.

Enlace Covalente Si en los enlaces iónicos existía la donación de electrones, en los enlaces covalentes ocurre el compartimiento de electrones entre los átomos que establecen el enlace. Esto ocurre entre átomos que poseen poca diferencia de electronegatividad. En este tipo de enlaces, hay dos tipos de situaciones.

La primera es cuando los átomos que constituyen el enlace son iguales. En este caso, decimos que el enlace es covalente apolar, o sea, sin polos, pues ambos átomos atraen igualmente los electrones del enlace, no existiendo polaridad.

La segunda es, cuando los átomos que constituyen el enlace son diferentes. En este caso, decimos que ella es covalente polar, o sea, ocurre la formación de polos, pues los átomos debido a la electronegatividad diferente entre ellos, atraen de forma diferente los electrones constituyentes del enlace.

Las propiedades físicas de los compuestos moleculares se deben no solo al enlace covalente entre los átomos, como también al tipo de interacción entre sus moléculas.

Las principales propiedades de los compuestos covalentes son:

Pueden existir, en condiciones ambiente, en los estados gaseoso, líquido y sólido. Cuando se presentan en estado sólido, poseen puntos de fusión y ebullición más bajos, comparados con los de las sustancias iónicas o metálicas.

Algunas son solubles en agua, otras son solubles en solventes orgánicos y otros aún, son solubles en ambas.

Normalmente, no son conductoras de electricidad, ni siquiera puros, ni aún disueltos en agua. La excepción a esta regla ocurre en el caso de los ácidos, que cuando están en solución, conducen la corriente eléctrica.

Un ejemplo de compuesto covalente apolar es el oxígeno, presente en el aire que respiramos, disuelto en el agua de los ríos y mares en los cuales los peces respirar y en el proceso de combustión de la parafina de una vela.

Un ejemplo de compuesto covalente polar es el monóxido de dihidrógeno, conocido popularmente como agua. Considerada un solvente universal, el agua corresponde al 70% en masa de nuestro cuerpo. Ella debería ser un gas, pero debido a la fuerte interacción entre sus moléculas, conocida por “enlace de hidrógeno”, en temperatura y presión ambientes, su estado físico es líquido.

Ejemplo:

El gas cloro está formado por moléculas, Cl2, en las que dos átomos de cloro se hallan unidos por un enlace covalente. Enlace covalente de molécula de cloro

Enlace Metálico

Los metales de un modo general son poco electronegativos, no ejerciendo por tanto, una atracción muy fuerte sobre los electrones de la última capa. Debido a esta característica, el enlace metálico se constituye por la configuración de retículos cristalinos, perfectamente definidos, formados por cationes de carga eléctrica positiva que son neutralizados por electrones, los cuales, en este caso, estarán presos a los átomos más libres, lo que explica gran parte de las propiedades de los metales.

Principales propiedades de los compuestos metálicos:

Buenos conductores de calor y electricidad

La mayoría se presenta en estado sólido

La mayoría posee puntos de fusión y ebullición elevados

Son maleables o dúctiles

Poseen brillo característico

Ejemplo:

de compuesto metálico, puede ser el oro, que es un metal noble, muy valorizado en el mercado. El es generalmente comercializado en la forma de mezcla con otros compuestos, mezcla que, en los metales tiene el nombre de aleación.

El oro 18 kilates por ejemplo, es una aleación de 18 partes de oro y 6 partes de otros metales, representando así 75% de oro y 25% de plata, cobre o bronce. La utilización de la aleación del oro con otros metales, se debe al hecho de que el oro puro (24 kilates) es demasiado blando y eso lo hace inadecuado para la producción de una joya cualquiera.