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El enlace químico 1 Los Estados de Agregación de la materia Átomos, moléculas e iones TIPOS DE ENLACES ¿QUÉ ES UN ENLACE?, ¿QUÉ TIPOS DE SUSTANCIAS EXISTEN SEGÚN ESTÉN UNIDOS SUS ÁTOMOS?. 3 Átomos aislados *sólo los gases nobles y metales en estado de vapor No existe enlace Ejemplos: gases nobles Substancias moleculares covalentes *la unidad es la molécula *Los átomos se unen en moléculas de gases aisladas, o éstas se agrupan en sólidos o líquidos (fuerzas intermoleculares) •Cristales (redes cristalinas no iónicas: diamante, sílice, carbono puro) Átomos unidos por uniones covalentes Ejemplos: *gases: N2, Cl2, NH3 Substancias Iónicas •No hay moléculas •Red cristalina de iones •Casi siempre sólidos Átomos unidos por enlace iónico Ejemplos:sales, óxidos,hidróxidos Substancias atómicas *No hay moléculas *Red continua de átomos Átomos unidos por enlace metálico Ejemplos:metales Tipos de substancias *líquidos: agua, gasolina, alcoholes.. *sólidos: azucar, naftalina 4 5 Tipos de enlaces • Intramoleculares: – Iónico. – Covalente. • Intermoleculares: – Fuerzas de Van de Waals – Enlaces de hidrógeno. • Metálico. 6 Enlace iónico • Se da entre un metal que pierde uno o varios electrones y un no metal que los captura • Resultan iones positivos y negativos que se mantienen unidos por atracciones electrostáticas, formando redes cristalinas. 7 Estructura cristalina • Los iones en los compuestos iónicos se ordenan regularmente en el espacio de la manera más compacta posible. • Cada ion se rodea de iones de signo contrario dando lugar a celdas o unidades que se repiten en las tres direcciones del espacio. Propiedades de los compuestos iónicos 8 • Puntos de fusión y ebullición elevados ya que para fundirlos es necesario romper la red cristalina tan estable por la cantidad de uniones atracciones electrostáticas entre iones de distinto signo. Son sólidos a temperatura ambiente. • Gran dureza.(por la misma razón). • Solubilidad en disolventes polares e insolubilidad en disolventes apolares. • Conductividad en estado disuelto o fundido. Sin embargo, en estado sólido no conducen la electricidad. • Son frágiles. 9 Teoría de Lewis Enlace covalente Se basa en las siguientes hipótesis: • Los átomos para conseguir 8 e– en su última capa comparten tantos electrones como le falten para completar su capa (regla del octete). • Cada pareja de e– compartidos forma un enlace. • Se pueden formar enlaces sencillos, dobles y triples con el mismo átomo. 10 Polaridad en moléculas covalentes. Momento dipolar. • Las moléculas que tienen enlaces covalentes polares tienen átomos cargados positivamente y otros negativamente. • Cada enlace tiene un momento dipolar “” (magnitud vectorial que depende la diferencia de entre los átomos cuya dirección es la línea que une ambos átomos y cuyo sentido va del menos electronegativo al más electronegativo). 11 Momento dipolar (cont). • Dependiendo de cómo sea de los enlaces que forman una molécula, éstas se clasifican en: • Moléculas polares. Tienen no nulo: – Moléculas con un sólo enlace covalente. Ej: HCl. – Moléculas angulares, piramidales, .... Ej: H2O, NH3. • Moléculas apolares. Tienen nulo: – Moléculas con enlaces apolares. Ej: H2, Cl2. – = 0. Ej: CH4, CO2. 12 Momentos dipolares. Geometría molecular. CO2 BF3 CH4 H2O NH3 Propiedades de los compuestos covalentes • Sólidos covalentes: • Sust. moleculares: • Los enlaces se dan a lo largo de todo el cristal. • Gran dureza y P.F alto. • Son sólidos. • Insolubles en todo tipo de disolvente. • Malos conductores. • El grafito que forma estructura por capas le hace más blando y conductor. • Están formados por moléculas aisladas. • P.F. y P. E. bajos (gases). • Son blandos. • Solubles en disolventes moleculares. • Malos conductores. • Las sustancias polares son solubles en disolventes polares y tienen mayores P.F y P.E. 13 14 Enlaces intermoleculares • Enlace o puente de Hidrógeno. – Es relativamente fuerte y precisa de: – Gran diferencia de electronegatividad entre átomos. – El pequeño tamaño del H que se incrusta en la nube de e– del otro átomo. – Es el responsable de P.F y P.E. anormalmente altos. • Fuerzas de Van der Waals. – Entre dipolos permanentes (moléculas polares). Son débiles. – Entre dipolos instantáneos (moléculas Estructura del hielo (puentes de hidrógeno) 15 Enlace metálico • Lo forman los metales. • Es un enlace bastante fuerte. • Los átomos de los metales con pocos e en su última capa no forman enlaces covalentes, ya que compartiendo electrones no adquieren la estructura de gas noble. • Se comparten los e de valencia colectivamente. • Una nube electrónica rodea a todo el conjunto de iones positivos, empaquetados ordenadamente, formando una estructura cristalina de alto índice de coordinación. • Existen dos modelos que lo explican: – Modelo del mar de electrones: – Modelo de bandas: 16 17 Propiedades de los compuestos metálicos. • Son dúctiles y maleables debido a que no existen enlaces con una dirección determinada. Si se distorsiona la estructura los e– vuelven a estabilizarla interponiéndose entre los cationes. • Son buenos conductores debido a la deslocalización de los e–. Si se aplica el modelo de bandas, puede suponerse que la banda vacía (de conducción está muy próxima a la banda en donde se encuentran los e– de forma que con una mínima energía éstos saltan y se encuentran con una banda de conducción libre. 18 Propiedades de los compuestos metálicos (cont.). • Conducen el calor debido a la compacidad de los átomos que hace que las vibraciones en unos se transmitan con facilidad a los de al lado. • Tienen, en general, altos P. F. y P. E. Dependiendo de la estructura de la red. La mayoría son sólidos. • Tienen un brillo característico debido a la gran cantidad de niveles muy próximos de energía que hace que prácticamente absorban energía de cualquier “” que inmediatamente emiten (reflejo y brillo).