06/04/2013 1 QMK COM LEVEL Enlaces e interacciones intermoleculares ABRIL 2013 – V0.0 ADMISIÓN UNI 2013 - 2 Enlace químico Enlace químico Enlace químico Enlace químico Enlace químico. Es la fuerza de atracción que mantienen unidos a los átomos. Tipos de enlace químico: Enlace iónico Enlace covalente Enlace covalente polar Enlace covalente no polar Enlace metálico Fuerzas de van derWaals Puentes de hidrógeno Interacciones no covalentes o intermoleculares Compuestos iónicos Compuestos moleculares
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QMK COM LEVEL
Enlaces e interacciones intermoleculares
ABRIL 2013 – V0.0ADMISIÓN UNI 2013 - 2
Enlace químicoEnlace químicoEnlace químicoEnlace químicoEnlace químico. Es la fuerza de atracción que mantienen unidos a losátomos.
Tipos de enlace químico:
� Enlace iónico
� Enlace covalente
Enlace covalente polar
Enlace covalente no polar
� Enlace metálico
� Fuerzas de van derWaals
� Puentes de hidrógeno
Interacciones no covalentes o intermoleculares
Compuestos iónicos
Compuestos moleculares
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A• + B • A+ + :B-
Enlaces iónicosEnlaces iónicosEnlaces iónicosEnlaces iónicos
1. El compuesto iónico se forma al reaccionar un metal con un no metal2. Elementos extremos en la Tabla Periódica. Los átomos del metal
pierden electrones (se forma un catión) y los acepta el no metal (se forma un anión)
3. Solubles en agua. No conducen la electricidad en estado sólido, pero sí en estado disuelto o fundido
4. Fuertes (∼200 kjoules/mol). Poseen Elevados puntos de fusión y ebullición
5. Propios del estado cristalino. Los iones de distinta carga se atraen eléctricamente, se ordenan y forman una red iónica. Los compuestos iónicos no están formados por moléculas
Los compuestos iónicos se generan casi siempre entre metales de bajaenergía de ionización (baja electronegatividad) y no metales de alta afinidadelectrónica (alta electronegatividad).Esta condición se da para metales del grupo IA y IIA (excepto el Be) y nometales del grupoVIA yVIIA.
NaCl es un compuesto iónico.Al2O3 es un compuesto iónicoAlCl3 es un compuesto covalenteBeCl2 es un compuesto covalenteNH4Cl es un compuesto iónicoK2SO4 es un compuesto iónico
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Los electrones de las moléculas, al igual que los electrones de los
átomos, están restringidos a ciertos estados de energía, o ciertas
regiones del espacio
El enlace se forma cuando solapan los orbitales atómicos. Los dos e- se
comparten en el orbital solapado
Formación de enlace covalenteFormación de enlace covalenteFormación de enlace covalenteFormación de enlace covalente
No polares: Existe una compartición equitativa de pares electrónicos. Esto produce una distribución simétrica de la nube electrónica alrededor de los átomos que forman el enlace.
El grado de polaridad de un enlace covalente está relacionado con la
diferencia de electronegatividad de los átomos unidos
Enlaces polares y no polaresEnlaces polares y no polaresEnlaces polares y no polaresEnlaces polares y no polares
Polares: Existe una distribución asimétrica de los electrones, debido a la diferente electronegatividad de los átomos que forman el enlace. Se genera un dipolo de enlace
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Momentos dipolaresMomentos dipolaresMomentos dipolaresMomentos dipolaresExisten enlaces con polaridad muy variada. Así, podemos encontrar desde enlacescovalentes no polares y enlaces covalentes polares, hasta enlaces iónicos.
La polaridad de un enlace aumenta a medida que la electronegatividad de uno delos átomos implicados en un enlace covalente aumenta. El momento dipolar delenlace es una medida de la polaridad de un enlace.
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES HIBRIDACIÓN DE ORBITALES HIBRIDACIÓN DE ORBITALES HIBRIDACIÓN DE ORBITALES La hibridación de orbitales atómicos es la combinación de orbitales atómicos purosdel mismo nivel para formar un nuevo tipo de orbitales, energéticamenteequivalentes.
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HIBRIDACIÓN DE ORBITALES HIBRIDACIÓN DE ORBITALES HIBRIDACIÓN DE ORBITALES HIBRIDACIÓN DE ORBITALES La hibridación de orbitales atómicos es la combinación de orbitales atómicos purosdel mismo nivel para formar un nuevo tipo de orbitales, energéticamenteequivalentes.
La hibridación deorbitales atómicospermite explicar laforma particularde enlace de lasmoléculas.
GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULARLa Teoría de Repulsión de Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (TRPECV)propone que la estructura mas estable de una molécula es aquella en la que sehacen mínimas las fuerzas repulsivas entre pares electrónicos enlazantes y noenlazantes.
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GEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULARGEOMETRÍA MOLECULARLa Teoría de Repulsión de Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (TRPECV)propone que la estructura mas estable de una molécula es aquella en la que sehacen mínimas las fuerzas repulsivas entre pares electrónicos enlazantes y noenlazantes.
Para determinar si una molécula es polar, necesitamos conocer dos
cosas:
1- La polaridad de los enlaces de la molécula.
2- La geometría molecular
CO2
Cada dipolo C-O se anulaporque la molécula eslineal
Los dipolos H-O no se anulanporque la molécula no eslineal
H2O
Moléculas polares y no polaresMoléculas polares y no polaresMoléculas polares y no polaresMoléculas polares y no polares
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Fuerzas de van der WaalsFuerzas de van der WaalsFuerzas de van der WaalsFuerzas de van der Waals
La fuerza de van der Waals (o interacción devan der Waals), denominada así en honor alcientífico holandés Johannes Diderik van der Waals, esla fuerza atractiva o repulsiva entre molécula (o entrepartes de una misma molécula) distinta a aquellasdebidas al enlace covalente o a la interacciónelectrostática de iones con otros o con moléculasneutras
Puente de HidrógenoPuente de HidrógenoPuente de HidrógenoPuente de Hidrógeno
� Es un caso especial de la interacción dipolo-dipolo.
� Experimentalmete se encuentra que lospuntos de ebullición de compuestos conenlaces H-F, H-O ó H-N son anormalmentealtos.
� El puente de hidrógeno requiere de la unióncovalente de un H a un átomo chico yelectronegativo (F,O,N).
� Son más débiles que un enlace covalente peromás fuertes que las uniones dipolo-dipolo olas fuerzas de dispersión.
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Enlace de hidrógenoEnlace de hidrógenoEnlace de hidrógenoEnlace de hidrógenoEl enlace de hidrógeno es una atracción intermolecular fuerte entre un átomo de hidrógenoelectrofílico O-H o N-H, y un par de electrones no enlazantes
El enlace de hidrógeno es una interacción intermolecular que se da en los compuestoscon enlaces N-H y O-H. El fuerte enlace polar entre el hidrógeno y el heteroátomohace que el hidrógeno interaccione con los pares solitarios del heteroátomo en lasmoléculas vecinas. La presencia de enlace de hidrógeno aumentará el punto deebullición del compuesto porque se necesitará más energía para romper esta interaccióny evaporar el compuesto. El enlace de hidrógeno O-H es más fuerte que el enlace dehidrógeno N-H.
Fuerzas de dispersión de LondonFuerzas de dispersión de LondonFuerzas de dispersión de LondonFuerzas de dispersión de London� Son las interacciones no covalentes más débiles.� Se producen por la interacción de dipolos inducidos
e instantáneos.� Están presentes en todo tipo de moléculas.� Son las únicas interacciones en moléculas no polares.� Su intensidad aumenta con el aumento de la
polarizabilidad de la molécula
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Cuanto más grande sea el área superficial de unapartícula las fuerzas de dispersión de London seránmás intensas:
Efecto de las ramificaciones en el punto de ebulliciónEfecto de las ramificaciones en el punto de ebulliciónEfecto de las ramificaciones en el punto de ebulliciónEfecto de las ramificaciones en el punto de ebulliciónSe muestran los puntos de ebullición de tres isómeros de fórmula molecular C5H12. Elisómero de cadena larga (n-pentano) es el que tiene mayor área superficial y el punto deebullición más alto. A medida que las ramificaciones de la cadena aumentan, las moléculas sehacen más esféricas y su área superficial disminuye. El isómero que tiene más ramificaciones(neopentano) tiene el área superficial más pequeña y el punto de ebullición más bajo.
Las áreas de mayor superficie en la molécula son idóneas para las fuerzas de dispersión deLondon. Las ramificaciones en una molécula reducirán su área de superficie, disminuyendola cantidad de fuerzas de dispersión de London. Los hidrocarburos tienden a tener puntosde ebullición más elevados que sus isómeros ramificados debido a este motivo
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Interacción dipoloInteracción dipoloInteracción dipoloInteracción dipolo----dipolodipolodipolodipoloLas interacciones dipolo-dipoloson el resultado de laaproximación de dos moléculaspolares. Si sus extremos positivoy negativo se acercan, lainteracción es atractiva. Si seacercan dos extremos negativos odos extremos positivos, lainteracción es repulsiva. En unlíquido o en un sólido, lasmoléculas están orientadas de talforma que el extremo positivodel dipolo se aproxima alextremo negativo del dipolo deuna molécula vecina y la fuerzaresultante es de atracción.
Soluto polar en disolvente polar (se disuelve)Soluto polar en disolvente polar (se disuelve)Soluto polar en disolvente polar (se disuelve)Soluto polar en disolvente polar (se disuelve)
La hidratación de los iones sodio y cloruro por moléculas de agua vence la energía reticular del cloruro de sodio. La sal se disuelve
Las moléculas de agua rodearán a los iones de sodio y cloruro disolviéndolos deforma efectiva.
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Soluto polar en disolvente no polar (no se disuelve)Soluto polar en disolvente no polar (no se disuelve)Soluto polar en disolvente no polar (no se disuelve)Soluto polar en disolvente no polar (no se disuelve)
Las atracciones "intermoleculares" de las sustancias polares son más fuertesque las atracciones ejercidas por moléculas de disolventes no polares. Esdecir, una sustancia polar no se disuelve en un disolvente no polar
El disolvente no puede interrumpir la interacción intermolecular del soluto,por lo que el sólido no se disolverá en el disolvente
Soluto no polar en disolvente no polar (se disuelve)Soluto no polar en disolvente no polar (se disuelve)Soluto no polar en disolvente no polar (se disuelve)Soluto no polar en disolvente no polar (se disuelve)
Las atracciones intermoleculares débiles de una sustancia no polar sonvencidas por las atracciones débiles ejercidas por un disolvente no polar. Lasustancia no polar se disuelve
El disolvente puede interaccionar con las moléculas del soluto, separándolasy rodeándolas. Esto hace que el soluto se disuelva en el solvente
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Soluto no polar en disolvente polar (no se disuelve)Soluto no polar en disolvente polar (no se disuelve)Soluto no polar en disolvente polar (no se disuelve)Soluto no polar en disolvente polar (no se disuelve)
Para que una molécula no polar se disolviera en agua debería romper losenlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua, por lo tanto, lassustancias no polares no se disuelven en agua
El enlace de hidrógeno es una interacción mucho más fuerte que lainteracción entre un soluto no polar y el agua, por lo que es difícil que elsoluto destruya las moléculas de agua. Por tanto, un soluto no polar no sedisolverá en agua
