Teoría Atómica y Enlace Químico
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Departamento de Ciencias y Tecnología Subsector: Química Profesor: Carlos Donoso E. Nivel: Primer año Medio Año: MMXI
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!. En la búsqueda de una explicación sobre la constitución de la materia, desarrollaron varias ideas, entre las cuales destacan las planteadas por , " y #. Aristóteles creía que la materia estaba conformada por la mezcla de cuatro elementos o fuerzas fundamentales, que denominó: aire, agua, tierra y fuego. Entre estos estaban estados intermedios por los que la materia pasaba en su proceso de transformación: caliente, seco, húmedo y frío. Leucipo en cambio planteo que si la materia era dividida en forma consecutiva, el proceso no tendría el carácter de infinito, sino que se llegaría a una partícula pequeña e invisible que ya no podría seguir dividiéndose. Más tarde Demócrito bautizó a esta partícula como !. Sin embargo, este primer ´modeloµ constituye el resultado de aplicar el pensamiento racional sobre los hechos observados, sin la comprobación experimental que suele acompañar a nuestros conocimientos actuales. Es por tanto, un ´ "µ. # . La primera comprobación experimental de las propiedades de los átomos que caracterizaban la materia, llegó de la mano de John # (1766-1844). Las leyes de combinación de los elementos para formar compuestos: Ley de Dalton de las proporciones múltiples, ley de $ (1754-1826) de las proporciones definidas, la ley de % (1743-1794) de la conservación de la masa en las reacciones químicas y la ley de % (1776-1856), hablaban indirectamente de las características de estos átomos. Dalton se percató de esto y tomando como base las ideas de Leucipo y Demócrito, plantea un modelo, que a diferencia de los griegos, es ". Sus resultados los publica en 1808 en su obra titulada P .
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1.- g . 2.- g ! . 3.- g 4.- g " # . S& " ' Los sabían de ciertos fenómenos, como por ejemplo, el que observaban al frotar con piel animal un trozo de !' (LjnjdžNjǕǒǐǎ) que en griego se dice ´ (µ. El resultado era que el ámbar (savia fosilizada) podía atraer, de esta manera, trocitos de hierba seca. Posteriormente y alrededor del 1800, hombres de ciencia de la talla de )* +( (1706-1790), *, (1745-1827), *- % (1737-1798), **". (1775-1836), * + (1791-1867) investigaron este fenómeno, que llamaron ´eléctricoµ y que se presentaba en sólidos (metales) y en sales disueltas o fundidas. Faltaba por investigar el comportamiento eléctrico de los gases. /* ( (1832-1919) desarrollo, a mediados de 1800, un aparato, que se denominó ´' µ. En él comprobó que al aplicar una descarga eléctrica sobre un gas encerrado, éste brillaba intensamente. Pero si extraía parte del gas, la brillantez de la luz iba cediendo y daba paso a un débil haz que partía en el cátodo y terminaba en el ánodo. Denominó a estas emisiones: . Posteriormente investigó la naturaleza de estos rayos, notando que poseían 0%. Las partículas negativas que formaban el rayo catódico fueron bautizadas como . En 1886 *- (1850-1930) descubre los rayos positivos o y 1*1* S& (1856-1940), determina en 1898 la relación carga/masa (q/m), que le permite afirma que:
g .
Con estos antecedentes, Thomson postula un nuevo modelo para el átomo.
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1.- g # . 2. g .
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3.- g $
&2 #' % Casi al empezar el siglo XX 3* )4 (1952-1908) descubre que un mineral de uranio tiene la capacidad natural de producir emisiones. Logra identificar sus características y las bautiza como j, y ±. Los rayos j sonde naturaleza positiva y los identifica con átomos ionizados de He, los rayos , en cambio, están conformados por partículas negativas. Finalmente, los rayos ± no tienen carga ni masa, concluyendo que son energía pura. (1867-1934) y $* (1859-1906), continuarán con las investigaciones comenzadas por Becquerel y descubrirán dos nuevos elementos, el $ y el , inaugurando así la era de la %. 5"&2
Rutherford dirigió las emisiones de una fuente radiactiva sobre una lámina delgada de oro. Para poder detectar las partículas j que usaría como proyectiles, rodeo todo con una pantalla recubierta de ZnS (sulfuro de cinc), que es un
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). / d lo i po d 1642-1727) lo nó no o¬ido l l ll bnpod o n l n¬iónd loho b d ¬i n¬i on ni b l l b ¬o p d ´ µ Sin bo 3 16291695) d ollo l id d l l popb n o ¬onin l n d n ´ µ í b oí l ¬op¬l l ondloi n non p di ndolpi d ll oíondloi no ó nlo d xpli¬ ¬dnod lo nó noo¬idoll En 1900 $( 1858-1947) b¬ndo n od lo i¬o xpli¬ l di¬ion l ¬o n0i¬d n¬ pon o ¬ poid l ¬pd bob od l di¬ión in¬id n ) ll l ¬on¬lión l ni¬ o d xpli¬ l ¬o po i noíi¬od i i ndo l n íno nondino n dli ¬o o´ 4 µo´ µd l l no b ¬onv n¬ido d id p o l ¬¬ión p ií xpli¬ ¬on ol ¬liddl p n¬ióni¬d di¬ho nó no En1904 1879-1955)¬oni xpli¬ l´ ¬ooo l0¬i¬oµ din l id d olldpoPln¬E loo l l p i ob n po io n n1921 lp ioob ld íi¬
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Consiste en lograr la emisión de electrones desde la superficie de un metal, mediante la iluminación de ella por una luz de cierta energía. Este fenómeno se conocía desde 1887. Sin embargo, la teoría ondulatoria de la luz era insuficiente para dar una explicación. Einstein explica que si asumimos que la luz " en pequeños ´paquetesµ o cuantosµ la relación que permite determinar la cantidad de electrones emitidos, puede calcularse. Einstein acuña el término ´2µ "' &2 Como sabemos, en el modelo de Rutherford, los electrones se mueven orbitando el núcleo. 2 !, explicaba que si una " (ejemplo: el electrón) %, ' . Si así lo hacía, lentamente comenzaría a perder parte de la energía que estaba usando para moverse. En el caso del electrón, moviéndose alrededor del núcleo, esa pérdida haría que la energía que el electrón necesitaba para mantenerse en dicha órbita, disminuyera. Esto provocaría que 0 4 8 , hiciera al electrón acercarse más y más a él, "0 ". $")& Niels Bohr resuelve este dilema argumentando lo siguiente: Las leyes de la física clásica no son aplicables a escala subatómica. Al interior de los átomos hay otras leyes que pertenecen al terreno de la mecánica cuántica. Principios del Modelo de Bohr (o Rutherford-Bohr) 1.- Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas cuyas energías están 9. Es decir, que pueden tomar algunas energías que son permitidas. (Nota: En nuestro diario vivir no estamos enfrentados a la cuantización, en forma habitual. Por ejemplo, si queremos llenar con agua un envase, podemos agregar cualquier cantidad, es decir cantidades continuas, sin ningún problema. En cambio, cuando vamos a comprarnos un par de pantalones a una tienda, nos encontramos con el concepto de cuantización, ya que sólo podemos elegir una de las cuatro tallas más comunes: S, M, L o XL. No hay tallas intermedias, por lo que si una prenda está entre la M y la L, deberé decidirme por una de las dos.) 2.- Si deseamos que un electrón, que se encuentra en un nivel u órbita, de energía c, sea promovido a una órbita o nivel de energía ], debemos entregar una energía equivalente a la diferencia energética entre ambos niveles, que indicaremos como . En general,
:
2
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donde 2 indica el estado
final e , el inicial.
Polono nd o ]; c di n¬i poiiv E2E1 3- Si n l ¬ón bi¬do n n óbi ¬ n í ] d ¬ o d ¬i nd n óbid n í no c lo o ii n í¬ ovlo illdi n¬i n i¬ n bo do
c; ] di n¬iho n iv E2E1 El od lod !oh n ld ji¬ioElpin¬ipiod in¬ id b d " i nb Pv ¬o o ´ v µn l ¬ónd nod lo o ín ¬ ioil inlo nooo v o l ndo no od ¬i l l in¬id n lo obj o l j ll inl n n o ojo) Sin bo l ´il inµ n l ¬ón o l n í p n n ´lµ l p ov oo niv l o i pl n p ¬pd lo o odo
42 # n " i nb dio¬ nd o lop nóv d lii n poldo ¬ono¬ido¬o o34544 3 ´o poibl d in no i ln o l i oi po)lv lo¬idd l poi¬ión d n l ¬ón l d in n d ll l o vibl d ind indµ ¬on ¬ n¬id pin¬ipio d b od ¬hlid d l l ¬ón v n n óbi ij d ind Po l ¬onio di o l l ¬ón v d nod n p¬iovil n l lpoibilidd pobbilidd)d n¬onlo lE p¬iololl o
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idddpo" i nb ob l ovi i nod lo l ¬on n lo o l po d oi d !oli ¬o p nd l nl dl d l l l l ¬o po d do o ¬o¬ópi¬ n nii ¬o o n ond bó i¬ n ¬o o n pí¬l) ll vó < pln l l ¬ón oví no ondloi n S¬h$din pli¬ón ¬¬ión l pobl ll o d ¬¬ión i¬ n ¬o pl j ¬ono¬ n¬o olo on o¬ni¬oond ¬oipo 1- P P i indi¬ l niv l n n¬ n l l ¬ón Si i in o l o o ¬o o n dii¬io d d p no indi¬í l ´pioµ n l¬l n¬ n l l ¬ón Svi¬ión lii n n%1234&&&&' oolvid o on o¬o pond nol¬ion d n ¬¬iónpolo i¬ n n ¬o ¬ P o i lo ll v o lo l inii¬í n ´ dii¬io ¬onininiopioµPolonoólov o¬onid nvíd 17Ed ¬i n%123456 7 2-P (ndi¬ lipod obil o¬p l l ¬ónEn n o j plo n io dií o ¬o pond l ´ipo d d p noµ o¬p l ¬ón l¬o i nod pinp d v ¬ó oonlodiinoipod obil ) onno¬iónpindi¬ obilno o ii ndo , 0 1 p 2 d 3 vi¬ión d l n o ¬ni¬o l¬iondo ¬on l vlo d l n o ¬ni¬o pin¬ipl l%01234&&& n*1) 3- P (ndi¬ l oi n¬ión p d n o lo obil d n i oipo nnniv ld indo vi¬iónd ´ µ l¬iondo¬on´ µd lii n n
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V V 1 0 0 1 2 0 S 0 2 2 1 p -1 p x 2px 2 1 p 0 p 2p 2 1 p 1 p 2p 3 0 0 3 3 1 p -1 p x 3px 3 1 p 0 p 3p 3 1 p 1 p 3p 3 2 d -2 d 1 3d1 3 2 d -1 d 2 3d2 3 2 d 0 d 3 3d3 3 2 d 1 d 4 3d4 3 2 d 2 d 5 3d5 Po j plolno¬iónii n inii¬
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o pond l od n i no d lo l ¬on d n o o n obil niv l P lil¬oni¬ión l ¬óni¬d n l no¬li noij o n n oó i¬o ) i ndo di¬hoo o l ¬i¬ n n o i o n i d l d lln bjo $ 1- o l ¬on bi¬n n lo niv l obil ii ndo n od n i d l no l o n í E d ¬i lo l ¬on od nn n n í¬ ¬i n d niv l obil 2- o p d n xii do l ¬on nn lo ¬on o¬ni¬oil Eo lo pod o d¬i d l ii n n Sb o xi n¬oobil ´ n i¬oµpd P o n lvlod ´ µ h -nobilipo - obil ipop -¬in¬oobil ipod -i obil ipo Po lo no nd o n ¬nidd xi d l ¬on pod o bi¬ n llo 1 2 p 3 6 d 5 10 7 14 3- E l d ll ndo d l ¬on pli¬bl loobil pd Po j plolo obil p p xp p) i n n n il i n íPolonol o nod ll nlonobí opo ¬l p E lnodi¬ d b od pon lo l ¬on d l n d vo ¬ l ill ndo Ej plo ,bi o 4 l ¬on n lo obil 2p , o l ¬h v i¬l p p nlo l ¬on l¬onv n¬ión lii n
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122p33p43d4p54d5p645d6p7&& ¬nidd d l ¬on p n n ¬d obil ¬ib n ¬o o p índi¬ d ¬i no d xpon n ) Ej plo E¬ib o l ¬oni¬ión l ¬óni¬ d l 20 R ¬od o n lo obil pod o pon n xi o d 2 l ¬on n lo n xi o d 6 n lo n xi od 10 nlon xi od 14 l ¬on ] ] ] ] ] ) ooo j plo 17 l c o nobl ¬o pond n l no polo¬l n ino n l no h no ndo ol ¬lTodo on o nobl noin non" lio ónón-ipón X nónEl Rdón n nobl p o in bilidd n¬l n l no di¬ivo) h¬ no ¬onid do n l¬ión¬onl¬oni¬ion l ¬óni¬ d l¬oni¬ion d lo nobl onll dd ddo ¬onlo l ¬on po nl¬nn¬o pl lniv l¬o pondi n ) o o
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Analicemos otro ejemplo. Escribamos la configuración electrónica del selenio:
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Por último, veamos como determinamos grupo y período para el manganeso.
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"% De izquierda a derecha, estos elementos forman 8 columnas o grupos (ver figura), designados con la letra : I-A, II-A, III-A, IV-A, VA, VI-A, VII-A y VIII-A. Estos elementos se caracterizan porque en sus configuraciones están llenando orbitales y pertenecientes al mismo nivel. 6bservemos el llenado, tomando como ejemplos los elementos del tercer período (tercera fila).
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d no d lo po d indo po n no b ¬¬ íi¬o d lo l ¬on n¬ nn n l li o niv l ll do bi n pi¬ipn nlo ¬iónd lo nl¬ í i¬o Enon¬ no n ldi o pnniv ld indo n o (- l¬li0o8 07/ 1 ((- l¬li0o- o8 07 1 / (((- T o8 09 0p 1 1 ()-
bo0oid 8 09 0p )- io 0oid 8 0910p3 1 4 )(-
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o pond l ¬onjno d l no í i¬o bi¬ n l p ¬ nl d l bl p iódi¬ l il lo p nivo o 8 ¬ol n o po lo d inn ¬onll )(-!((-!(((-!()-!)-!)(-!)((! )(((-! Sin bo l od n n llo n dip o no l i o p ¬i n lo p nivo d l po )(((-! n¬ n n l ¬ no d p¬ión ¬oni n ¬ol n (ndi o d d no d l ¬oni¬ión ¬¬ i o l no n ll nndo lo obil n¬ nn i p nniv l bjod l x io To o lp íodo4 ob v ol¬oni¬ion d o l no
c
En el caso de los elementos cromo y cobre, se produce una en la configuración electrónica, que se relaciona con la estabilidad que presenta el orbital o . La configuración electrónica de estos elementos debe favorecer esta posibilidad. Por tanto, la configuración final del elemento va a ser distinta en relación con este requerimiento. Veamos el caso del cromo.
Para el caso del cobre, sucede algo similar
cÿ Entonces, de izquierda a derecha, los elementos de transición, se ordenan de la siguiente manera:
-"
2
III-B
: ; < ; ?@A
IV-B
B B CD EC ; FGH
V-B
B I CD EC ; FGH
VI-B
J K CD EC ; FGH
VII-B
B K CD EC ; FGH B L CD EC ; FGH
VIII-B
B M CD EC ; FGH B N CD EC ; FGH
I-B
J CD EC
; FGH JO
II-B
B JO CD EC ; FGH
S En este grupo, se encuentran todos aquellos elementos que están llenando orbitales ©. Estos orbitales se encuentran dos niveles más abajo del último nivel presente en la configuración, según el ordenamiento energético que entrega el % . Lo forman dos series de elementos, Una de ellas denominada 6 g , llamada de esa manera porque la encabeza el elemento g La otra, la 6 , se relaciona con el elemento Æ , que encabeza dicha serie Veamos un ejemplo: escribamos la configuración del cerio.
Todos los elementos de Transición Interna pertenecen al Grupo III-B.
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En ndi o El nod R p nivo
n12np06
El nod Tni¬ión
n12 n P 1)d110
El nod Tni¬ión(n n
n12 n P 1)d10 n P 2) 11Q
$ V Po d ini¬ión n n¬i ll íd po n ¬ po n i¬o E d ¬i n i n p d l 2i n n n¬i nolo xpli¬¬iónd nó no loólob vldiib¬iónd lo l ¬on d l li oniv l Si n l li o niv l n¬ nn obil i n n n olo l ¬ón ll o d d ho ) l l no p n p n i o i n i p n obil ll no di o lo l ¬on n ) l¬o po i no di n i¬o ) on j plo El iio %3) i n l ii n ¬oni¬ión 1221 El li o niv l n%2) i n nolo l ¬ón l ¬ónd p do) Elloh liio p n i¬o En ¬ bio l " lio %4) i n l ¬oni¬ión1222 El li o niv l nddo l ¬on ¬onlo pin op oEoh l" lio n l nodi n i¬o xpli¬¬ión n¬ n n l dipoi¬ión d lo pin Si lo l ¬on d no d lo obil i n n pin pl lo bo d l i o vlo j plo +) n ¬do po n ¬ po n i¬o 2i n i lo l ¬on i n n pin nipl lo no¬on pín+ loo¬on -+)no ¬dopon ¬ po n i¬o Oo d lo nó no in n pod o xpli¬ pi d l ¬oni¬ión l ¬óni¬ Sb o po pin¬ipio l n¬l o ó i¬o i n ¬ poiiv lo l ¬on i n n ¬ n iv Eo i pon ¬ l ¬i¬d diino ino n d olo b) Po lo no n l ¬ón ovi ndo n n obil ni di¬h¬¬ión Sin bo n o o poli l ¬óni¬o d n i¬ión bn p ¬li o l ¬on x no´i n nµn no¬¬iónpop d ln¬l o xpli¬¬ión dí o í3b no! o nl i n l jdo l l ¬ón no l¬¬ión ln¬l op d j ¬ ob lP oll d xpli¬¬ión l l¬¬ión ln¬l o j ¬ ob ´ µ l ¬ón n no xpli¬¬ión d no lí ¬ono¬ ¬o o
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E in n ob v n l d ini¬ión ñl l o o d b n do ooEo i pon n doloo o nildopo lono lvloob nido xp i nl n ¬o pond lpo n¬ild ioni¬ión Poooldo lpi po n¬ild ioni¬ión ( 1) l¬iondo¬onl x¬¬iónd l l ¬ón x no d l o o po nd l no nidod odo p d l pod o i pli¬ndo oo po n¬il d ioni¬ión ( 2 (3 ¬) p iin x lii n l ¬ón lbii n ¬
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]^ La tabla adjunta muestra los valores de electroafinidades en J/mol, de los elementos representativos y gases nobles.
En la gráfica, se muestra la variación de las electroafinidades para todos o l s elementos de la tabla periódica
Tomemos el caso del Flúor
º
;
; º
ƦH = -328 J/mol
Esto quiere decir que cuando el Flúor capta un electrón, libera 328 J/mol de energía (en forma de calor, por eso se usa el símbolo ƦH). De esta manera, como una convención, se le asignará el valor positivo a la electroafinidad del Flúor. Es decir, un valor grande y positivo de la afinidad electrónica indica que el anión es muy estable.
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Gilbert Newton Lewis (1875-1946). Este químico estadounidense hizo muchas contribuciones importantes en las áreas del enlace químico, la termodinámica, los ácidos y las bases y la espectroscopia. A pesar de la relevancia de su trabajo, Lewis no fue compensado con el Premio Nobel de Química.
En su último nivel: 3s23p1, hay 3 electrones que se distribuyen como sigue:
è=
Llamaremos o , a aquellos electrones que forman parejas, como por ejemplo, los que aparecen el orbital 3s, del esquema anterior. Llamaremos o a aquellos electrones que se encuentran solos ocupando algún orbital. Entonces, representaremos los dos electrones juntos y el electrón separado, para al Aluminio, de la siguiente manera:
No hay ninguna restricción para la ubicación de los puntos alrededor del símbolo del elemento.
Veamos otro ejemplo: el Nitrógeno (7N): 1s22s22p3 El último nivel es: 2s22p3, por lo tanto, la distribución de esos 5 electrones, en el último nivel será
De esa forma, la configuración de Lewis para el Nitrógeno es:
Si hacemos la configuración de Lewis de los gases nobles, encontraremos lo siguiente:
Al observar la configuración de Lewis para cada uno de ellos, vemos que en el caso del Helio, presenta dos electrones apareados, mientras que para los demás, ocho electrones, en cuatro parejas. Esto es importante dado que los gases nobles son sinónimo de estabilidad para los elementos en la tabla periódica. Todos los elementos buscan parecerse a ellos, cediendo o captando electrones. Por lo tanto, no es extraño entender que para la formación de enlace químico buscarán quedar rodeados por (en el caso de los enlaces formados por los elementos de Z más bajo) y por en los demás. Esta última distribución de electrones debe ser cumplida por los elementos del segundo periodo, pero desde el tercer
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Si un compuesto iónico se disuelve en agua, éste se separará en sus átomos constitutivos. Pero, como ellos, para formar el enlace, deben estar en su forma iónica, entonces se encontrarán como esas especies atómicas: cationes y aniones. Por ejemplo: "
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En forma general, diremos
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% El proceso de solubilización de un compuesto iónico se produce porque el agua realiza un proceso llamado , en que el agua como compuesto polar rodea a cada ión, lo estabiliza y lo separa del contrario. La molécula de agua, es una molécula polar. La importante diferencia de electronegatividades entre el hidrógeno y el oxígeno, hace que los electrones que forman el enlace (enlace de tipo covalente), estén más cercanos al oxígeno y más alejados del hidrógeno, de manera que generan, cargas aparentes positivas y negativas, que se representan por Dž+ o Dž-. De esta manera, las moléculas de agua se orientarán espacialmente acercando su cara o lado positivo al anión y su cara o lado negativo, al catión. Forman verdaderas esferas alrededor de cada ion, conocidas como © . Esquemáticamente lo podemos representar como sigue:
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%
Existen otras sustancias que están constituidas por átomos unidos por un tipo de enlace distinto al iónico: . Los átomos enlazados de esta forma suelen constituir entidades discretas que denominamos . En el caso de la formación de un enlace covalente, los átomos que participan en él, tienen electronegatividades semejantes. Por lo tanto, no puede haber donación y recepción de electrones. Vale decir, no habrá un átomo que ceda su electrón y otro que lo capte, formando de esa manera iones. Por el contrario, la única salida posible es la , es decir, los electrones de valencia, fundamentalmente los desapareados o enlazantes, de cada uno, son compartidos por ambos átomos. Podemos dar una definición más resumida diciendo que . Ejemplo: El Flúor forma una molécula diatómica que se mantiene unida por un enlace covalente. Veamos La configuración del Flúor (9F) es 1s22s22p 5. El último nivel tiene 2s22p5, luego la distribución de los electrones en el último nivel es
Y la representación por configuración de Lewis será
De esta manera, ambos flúor van a compartir el electrón desapareado, formando un enlace covalente
" al contar la cantidad de electrones de cada átomo de Flúor, veremos que cumple con la regla del octeto. Es decir, cada átomo está rodeado por 8 electrones.
Una forma de representar el enlace es, trazando una línea que una los dos electrones. De esta manera:
Esta unión covalente la llamaremos .
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La compartición de dos pares de electrones entre dos átomos se denomina , mientras que la compartición de tres pares de electrones se denomina . Veamos algunos ejemplos El Carbono (6C), tiene la siguiente configuración electrónica: 1s22s22p 2 y la del Wxígeno (8 W): 1s22s22p4. Usaremos la configuración del nitrógeno, que ya fue mostrada más arriba. La representación de los electrones del último nivel, así como la configuración de Lewis para todos ellos es
Entonces, podemos formar los siguientes compuestos covalentes: CW, C W2, N2.
? 0 " La confección de las estructuras de Lewis de una molécula poliatómica requiere un proceso sencillo a partir de la configuración electrónica de los átomos que participan. j , es decir, el que necesita más electrones para completar su nivel de valencia. j : Determinemos la estructura de la molécula del ácido nítrico HN X3. a.- Comenzamos por designar el átomo central, el nitrógeno, y colocaralrededor de él los átomos de oxígeno. Luego, a uno de estos últimos se enlazará el hidrógeno.
èÑ b.- Previamente hemos determinado la configuración de Lewis para cada uno de ellos y completamos el diagrama anterior incorporando esos electrones y ubicándolos de tal manera que se de la posibilidad de la formación de los enlaces. No olvidar que cada enlace está formado por un electrón aportado por cada átomo.
c.- Una vez determinada la distribución de los átomos en la molécula, los tipos de enlace y los pares no enlazantes, podemos representar el resultado de cualquiera de las siguientes maneras:
% %" En ciertos casos la compartición de electrones se realiza de tal modo que sólo uno de los átomos aporta los electrones de enlace. Se conoce entonces como enlace
, o . Una de las razones para que este enlace se presente entre dos átomos es que uno de ellos no tenga suficientes electrones para cumplir con la regla del octeto. El otro átomo, que tiene que tener su octeto completo, le entrega electrones para que pueda cumplirlo. Cuando se desea resaltar esta unión, se reemplaza la línea que representa al enlace por una flecha dirigida desde el dador al aceptor de electrones. Ejemplo: las moléculas de SY2, SY3 tienen estas estructuras. Así también se presentan en la formación del ion hidronio (H3Y+), del ion amonio (NH4+) y la reacción entre ácidos de Lewis (Ejemplo: AlCl3, BF3) y bases de Lewis (Ejemplo: NH3), entre otros.
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$" "% El enlace tipo covalente se produce entre elementos que presentan electronegatividades semejantes, llamados también ( Zxígeno, Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno, etc.) Si los dos átomos del enlace son idénticos o tienen electronegatividades similares, se dice que el enlace es (no polar). Si los átomos enlazados tienen
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0 ! " 9 Designaremos con la letra , al átomo central de la molécula, y con la letra ), los átomos que se enlazarán al átomo central.
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PCl5
5
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Bipirámide trigonal
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SF 6
6
90°
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0 ! " 9 '
En este tipo de moléculas, los pares libres no forman enlaces, pero ocupan un lugar en el espacio alrededor del átomo central, que debe tomarse en consideración para determinar la geometría de la molécula. Vamos a identificar la cantidad de pares no enlazantes, usando la letra .
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0
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S`2
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1
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Angular Trigonal plana
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2 Angular Tetraédrica
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1 Piramidal trigonal Tetraédrica
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BrF3
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Trigonal plana
Bipirámide trigonal
Pirámide trigonal
1
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ICl2
2
3 Bipirámide trigonal
Lineal
4 % Recordemos que la electronegatividad es la tendencia que presenta un átomo de un elemento de captar electrones. En 1939 Linus Pauling estableció una escala arbitraria de electronegatividades, asignando al átomo más electronegativo, el de flúor, el valor 4.0 y, a partir de él, el de todos los demás.
La característica del enlace que une dos átomos, se puede relacionar con la diferencia de electronegatividades de los elementos involucrados en su formación. Esta relación es la siguiente: Si ƦEN > 1.9, el enlace será de tipo iónico Si 0 < ƦEN m 1.9, el enlace será de tipo covalente polar Si ƦEN = 0, el enlace covalente es de tipo apolar A pesar que el enlace covalente es un enlace en el cual los átomos que lo forman están compartiendo sus electrones, la mayor electronegatividad de uno de ellos hace que la nube electrónica se distorsione desplazándose hacia el átomo más electronegativo. Esto hará que, pese a ser un enlace covalente polar, presente . Esto se puede calcular en forma de porcentaje, con la siguiente relación fisicomatemática:
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Por ejemplo, para el compuesto HF, tenemos que ENH = 2.1 y la ENF = 4.0. El % de ionicidad es
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no o l o nodipold l ol ¬l o l ¬iv Ú ù ol ¬l polid póxi l ol ¬l o o o n o p d n povo¬ n o n d pl i no d l ¬ l ¬óni¬ no ndolo n En ldipolop n n ldipoloind¬idop ¬ n
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¬ ¬ o n ¬ po ¬do n li¬ l ¬i¬ n n in o¬l nn¬) n n l l nilp n¬id n¬ n ¬opoiiv) ¬o i n od n popi ¬ d n d opon n p i¬i ¬d n iv n Si l j o l ¬ po ¬do v lv n od n l ¬ n l l¬nndon v n ln lidd Si n n o l¬ po¬do b)¬ ¬d l lpoli¬ión ni n Si ll v o ¬o po i no n ol ¬l dipol ¬ ¬ndo n ol ¬loo on o l¬o po i no i il o l ¬ldipoll¬ ¬ nod pololo oo ol ¬ln lpoli Ú ù Son l ¬iv p ¬ n n ol ¬l Po j plo n l ol ¬ld O2ld 2 o xi n¬i d xpli¬ d ii ndo n n o no ddo l ol ¬l no pol xp i n n li o d pl i no d l ¬ l ¬óni¬ o ndo n diib¬ión d l ¬ l ¬óni¬ ¬ bi pid n d odo l o no dipol po dio nlo P o l dipolo innn o p d poli o ol ¬l ¬ ¬n o ndo n dipolo ind¬ido p bjl¬¬ión n dipolo ni n l ol ¬l n dolíido oólido 3 S d no in nl¬ d hidó no n ipo p ¬il d in ¬¬ión l ¬oi¬ dipolo-dipolo i n l n no od hidó no o n nl¬ ¬ovl n polido no od p ño ño l ¬on ivo ¬o o lOó l
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El ¬od l nl¬ d hidó noob loo opóxi o n¬ ¬ i nod o n í did nl¬ d hidó noonbjPo j plo l n í d l nl¬ in ol ¬l O - - - " n l d lod nd 2046 ol i n l d l nl¬ ¬ovl n O*" d l od n d 46046 ol Sin bo on bn l l in ¬¬ion dipolo-dipolo no l lo d¬ n l n¬i po n nl¬ d hidó no i n n pno d ión blli¬ión no l n lo
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