Enlace Químico

¿Por qué se forman los enlaces?

-Debido a que los agregados finales tienen menos energía que los átomos por separado.

-Cuando el agregado tiene una energía inferior en unos 40kJ/mol (10kcal/mol) decimos que se ha formado enlace químico.

-Las fuerzas intermoleculares NO son enlaces químicos propiamente, (son fuerzas de atracción entre moléculas que se mantienen cercanas en los estados sólido y líquido como veremos más adelante).Son mucho más débiles

Enlace químico

Molécula de H2

1s1 1s1

Enlace significa unión, un enlace químico es la unión de dos o más átomos con un solo fin, alcanzar la estabilidad, tratar de parecerse al gas noble más cercano. Para la mayoría de los elementos se trata de completar ocho electrones en su último nivel.

Las fuerzas atractivas que mantienen juntos los elementos que conforman un compuesto, se explican por la interacción de los electrones que ocupan los orbitales más exteriores de ellos (electrones de valencia).

Cuando dos átomos se acercan se ejercen varias fuerzas entre ellos. Algunas de estas fuerzas tratan de mantenerlos unidos, otras tienden a separarlos.

En la mayoría de los átomos, con excepción de los gases nobles (muy estables, con su última capa o nivel de energía completo con sus ocho electrones), las fuerzas atractivas son superiores a las repulsivas y los átomos se acercan formando un enlace.

Así, podemos considerar al enlace químico como la fuerza que mantiene unidos a dos o más átomos dentro de una molécula.

Electrones de Valencia

En la mayoría de los átomos, muchos de los electrones son atraídos con tal fuerza por sus propios núcleos que no pueden interaccionar de forma apreciable con otros núcleos. Sólo los electrones que ocupan los niveles de energía más alejados del núcleo de un átomo pueden interaccionar con dos o más núcleos. A éstos se les llama electrones de valencia.

Debemos recordar que el número de electrones de valencia de un átomo es igual al número de su familia o grupo (que corresponden a las 18 divisiones verticales) en la tabla periódica, usando sólo la antigua numeración romana.

Todos los átomos de los gases nobles (o sea: neón, argón, criptón, xenón y radón) tienen ocho electrones de valencia, excepto el helio, que tiene dos. Los elementos de las familias (grupos) cercanas a los gases nobles tienden a reaccionar para adquirir la configuración de ocho electrones de valencia de los gases nobles.

Esta configuración electrónica de los gases nobles les comunica inactividad química y una gran estabilidad.

Esto se conoce como la regla del octeto de Lewis, que fue enunciada por el químico estadounidense Gilbert

LA REGLA DEL OCTETO:

La denominación “regla del octeto” surgió en razón de la cantidad establecida de electrones para la estabilidad de un elemento, o sea, el átomo queda estable cuando presenta en su capa de valencia 8 electrones.

Para alcanzar tal estabilidad sugerida por la regla del octeto, cada elemento precisa ganar o perder (compartir) electrones en los enlaces químicos, de esa forma ellos adquieren ocho electrones en la capa de valencia.

Por ejemplo tenemos:

Veamos que los átomos de oxígeno se enlazan para alcanzar la estabilidad sugerida por la regla del octeto. Los diferentes colores de electrosfera mostrados en la figura nos ayudan a interpretar lo siguiente:

1 – Átomos de Oxigeno poseen seis electrones en la capa de valencia (anillo externo en la figura)

2 – Para volverse estables precisan contar con ocho electrones. ¿Y como lo logran entonces?

Comparten dos electrones (indicado en la unión de los dos anillos), formando una molécula de gas oxígeno (O2)

Estructura de Lewis:

Las estructuras de Lewis son representaciones adecuadas y sencillas de iones y compuestos, que facilitan el recuento exacto de electrones y constituyen una base importante para predecir estabilidades relativas.

1.-Se elige el átomo central. Nunca H. Generalmente es el menos electronegativo.

2.- Se cuentan los electrones de valencia.

3.- Se forman enlaces entre el átomo central y los periféricos.

4.- Los electrones restantes se sitúan como pares solitarios para completar los octetes.

Ejemplo:

ContraejemploS:

Resonancia:

• Existen diversas moléculas cuyos electrones no parecen estar localizados en posiciones fijas (dadas por las estructuras de Lewis) sino dispuestos en diferentes posiciones. La teoría de la resonancia explica esto suponiendo que dichas moléculas son un compuesto intermedio entre una serie de estructuras moleculares llamadas formas resonantes. Cada una de ellas, por sí misma, no existe, existe el conjunto llamado híbrido de resonancia.

• Por ejemplo, los electrones en el ión acetato (CH3CO2-) pueden considerarse como localizados en dos diferentes disposiciones (como se muestra más abajo).Ambas estructuras contienen un enlace C = O, que se supone más fuerte y más corto que el enlace simple, y un enlace C – O simple. Experimentalmente, ambos enlaces C O parecen tener la misma longitud, y ésta es aproximadamente la media entre la longitud esperada para el enlace simple C – O y la esperada para el doble enlace C = O. La explicación a esto, basándose en la teoría de la resonancia, es que esta molécula tiene dos formas resonantes cada una de las cuales aparece el 50% del tiempo.

Energía de ionización:

Es la cantidad de energía que se requiere para retirar el electrón más débilmente ligado al átomo. La energía de ionización en los periodos aumenta de izquierda a derecha y en los grupos, aumenta de abajo hacia arriba.

Los metales tienen bajas energías de ionización y fácilmente ceden sus electrones. En cambio, los no metales

...