ENLACE QUÍMICO
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.
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)
A)
B)
C)
D)
E)
solo I.
solo II.
solo III.
solo I y II.
solo II y III.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010.
1. Enlace químico
2. Estructura de Lewis
3. Tipos de enlace
4. Geometría molecular
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
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–
2. Estructura de Lewis
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
6
Oxígeno (O)
[He]2s22p4
6x2
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.
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.
3. Tipos de enlace
3.1 Enlace iónico
Características del enlace
• 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
Propiedades de los compuestos
• 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
3. Tipos de enlace
3.2 Enlace covalente
Características del enlace
• 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.
Propiedades de los
compuestos
• 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.
3. Tipos de enlace
3.2 Enlace covalente
Covalente polar
• 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
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.
Ejemplos
H2O
HCl
SO2
CCl4
CH3Cl
Ejemplos
O2
F2
H2
N2
Br2
Covalente coordinado o dativo
Ejemplos
• 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+
3. Tipos de enlace
3.3 Enlace metálico
Características del
enlace
• 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.
Propiedades de los compuestos
• 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.
3. Tipos de enlace
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
Electrones enlazantes
mantienen equidistancia
2) Moléculas con pares de
electrones libres en el átomo
central
Electrones libres repelen a
electrones enlazantes
4. Geometría molecular
1) Moléculas sin pares de electrones libres en el átomo central
4. Geometría molecular
2) Moléculas con pares de electrones libres en el átomo central
4. Geometría molecular
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
PL=1
Pirámide
cuadrada
XeF4
PE=4
PL=2
Plano
cuadrada
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
4
Oxígeno (O)
[He]2s22p4
6x3
18
+ 2 (cargas negativas)
Total
24
Paso 3. Dibuja enlaces sencillos entre los átomos de C y O y
completa los octetos.
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).
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.
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)
A)
B)
C)
D)
E)
solo I.
solo II.
solo III.
solo I y II.
solo II y III.
B
Comprensión
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010.
Tabla de corrección
Ítem
Alternativa
Unidad temática
Habilidad
1
C
El enlace químico
Reconocimiento
2
B
El enlace químico
Aplicación
3
C
El enlace químico
Comprensión
4
C
El enlace químico
Comprensión
5
D
El enlace químico
ASE
6
A
El enlace químico
Aplicación
7
D
El enlace químico
Comprensión
8
C
El enlace químico
ASE
9
E
El enlace químico
Comprensión
10
D
El enlace químico
Aplicación
11
C
El enlace químico
Aplicación
12
E
El enlace químico
Reconocimiento
Tabla de corrección
Ítem
Alternativa
Unidad temática
Habilidad
13
A
El enlace químico
Comprensión
14
B
El enlace químico
ASE
15
B
El enlace químico
Comprensión
16
C
El enlace químico
Aplicación
17
D
El enlace químico
ASE
18
A
El enlace químico
Comprensión
19
C
El enlace químico
Aplicación
20
D
El enlace químico
Aplicación
21
E
El enlace químico
Reconocimiento
22
A
El enlace químico
Comprensión
23
B
El enlace químico
Comprensión
24
B
El enlace químico
Comprensión
25
E
El enlace químico
Reconocimiento
Síntesis de la clase
¿Qué tipo de enlace tienen los siguientes compuestos?
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