SISTEMAS COMPUTACIONALES

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TOLUCA

ASIGNATURA: QUÍMICA

TEMAS DE LA UNIDAD III

ALUMNOS:

GONZÁLEZ SANTANA JUAN PABLO

VELÁZQUEZ LAGUNAS DIEGO ARTURO

CARRERA: SISTEMAS COMPUTACIONALES

SEMESTRE: 1   Q-8

UNIDAD III

ENLACES QUIMICOS

3.1. Introducción.

En el mundo en el que vivimos solo los gases nobles y los metales en estado de vapor están presentes naturalmente como átomos aislados, es decir, átomos solos, que no se unen para crear una molécula, por ello se puede afirmar que la mayoría de los elementos que existen son formados por enlaces químicos, los cuales se forman con el fin de alcanzar la estabilidad química. Los enlaces se forman como consecuencia del movimiento que existe entre los electrones de valencia de un átomo, que son los electrones que se encuentran en la capa más externa, es decir, los del último nivel energético, en la mayoría de los casos el objetivo es tener ocho electrones en esta última nube para así poder ser estable.

3.1.1. Concepto de enlace químico.

Es la unión que existe entre dos átomos(los cuales pueden ser iguales o diferentes) con el fin de formar una molécula  que posee mayor estabilidad. La mayoría de los átomos logra ser considerado estable, cuando posee ocho electrones en su último nivel energético (regla del octeto).

Al producirse un acercamiento entre dos o más átomos, puede darse una fuerza de atracción entre los electrones de los átomos y el núcleo de uno u otro átomo. Si esta fuerza llega a ser lo suficientemente grande para mantener los átomos unidos, se ha formado un enlace químico.

Todos los enlaces químicos son el resultado de la atracción simultánea de dos o más electrones.  Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados. En los enlacen químicos tienen gran influencia el estado de oxidación y la electronegatividad de los elementos que van a unirse.       

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3.1.2. Clasificación de los enlaces químicos.

Covalentes:

Las sustancias covalentes son aquellas que presentan enlaces covalentes entre sus átomos se presentan en forma de grandes redes tridimensionales, como por ejemplo el carbono diamante y el carbono grafito.

El enlace covalente es aquel que se produce cuando los electrones de la última capa de un átomo son atraídos por el núcleo de otro átomo, y lo mismo ocurre con el segundo átomo. Los átomos se acercan hasta que alcanzan un equilibrio en el que las fuerzas de atracción nucleó-electrón y las fuerzas de repulsión nucleo-nucleo y electrón-electrón se equilibran. Se produce un solapamiento de los orbitales atómicos de la última capa. Las propiedades de este tipo de sustancias son: Sólidos, puntos de fusión y ebullición elevados. La solubilidad y la conductividad varían de una sustancia a otra.

Moleculares:

Son aquellas sustancias que presentan enlaces covalentes, pero que en lugar de formar macromoléculas, forman moléculas discretas, como es el caso del agua, del carbono fulereno y del amoniaco.

Las propiedades que presentan este tipo de moléculas son: Son, fundamentalmente, líquidos y gases. Tienen puntos de fusión y ebullición bajos. No conducen la electricidad y son insolubles en agua.

Iónicos:

Forman grandes redes cristalinas.

Los enlaces iónicos se producen cuando en un enlace covalente, la diferencia de electronegatividad entre un átomo y otro es muy grande y suponemos que el par de electrones de enlace está en el átomo más electronegativo. De tal forma que se producen iones positivos y negativos. Este tipo de enlace se da fundamentalmente entre metales y no metales. Estas sustancias son, por ejemplo, el bicarbonato de sodio, el cloruro de potasio y el trisulfuro de aluminio II.

Las propiedades que se dan en este tipo de sustancias son: Sólidos cristalinos, puntos de fusión y ebullición elevados, solubles en agua, Conducen la electricidad fundidos o en disolución, pero no conducen la electricidad en estado sólido.

Metálicas:

Son aquellas que presentan un solo elemento, que forman grandes redes metálicas, donde los electrones de la capa de valencia están deslocalizados moviéndose por toda la sustancia, de esta forma, una nube de electrones recubre la sustancia y le da ese característico brillo metálico. Algunas de estas sustancias son el hierro, el sodio y el potasio.

Las propiedades de estas sustancias son: Sólidos, dureza variada. Puntos de fusión y ebullición también muy variados, insolubles en agua y característico brillo metálico.

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3.1.3. Aplicaciones y limitaciones de la regla del octeto.

La Regla del octeto, enunciada en1917por Gilbert Newton Lewis, dice que: “la tendencia de los átomos de los elementos del sistema periódico es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones de forma tal que adquiere una configuración muy estable”. 

Esta regla establece que al formarse un enlace químico los átomos ganan, pierden o comparten electrones para lograr una estructura electrónica estable similar a la de un gas noble. 

Los gases nobles son elementos electro químicamente estables, ya que cumplen con la estructura de Lewis, son inertes, es decir que es muy difícil que reaccionen con algún otro elemento. Esta regla es aplicable para la creación de enlaces entre los átomos, la naturaleza de estos enlaces determinará el comportamiento y las propiedades de las moléculas. Estas propiedades dependerán por tanto del tipo de enlace, del número de enlaces por átomo, y de las fuerzas intermoleculares.

La regla del octeto funciona principalmente para los elementos del segundo periodo de la tabla periódica. Estos elementos solo tienen subniveles 2s 2p, los cuales pueden contener un total de ocho electrones. 

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Limitaciones de las reglas de octeto para las fórmulas de Lewis.

Las fórmulas de Lewis normalmente no se escriben para compuestos que contienen metales de transición d y f. los metales de transición d y f utilizan en el enlace orbítales s y p.

1.- La mayoría de los compuestos covalentes del berilio, Be. Debido a que Be contiene solo dos electrones en la capa de valencia, habitualmente forma solo dos enlaces covalentes cuando se enlaza con otros dos átomos. Por lo tanto, se usa cuatro electrones como el número necesario para Be en la etapa 2, en la etapa 5 y 6 se usa solo dos pares de electrones para Be.

2.- La mayoría de los compuestos covalentes de los elementos del Grupo IIIA, especialmente boro, B. Estos elementos contienen solo tres electrones en la capa de valencia, así que a menudo forman tres enlaces covalentes cuando se enlazan a otros tres átomos. Por lo tanto, se usa seis electrones como el número necesario para los elementos IIIA contiene solo tres electrones en la etapa 2; y en las etapas 5 y 6 se usa solo tres pares de electrones para los elementos IIIA.

3.- Los compuestos o iones que contienen un número impar de electrones ejemplos son NO, con 11 electrones en la capa de valencia, y NO2, con 17 electrones en la capa de valencia.

4.- Compuestos o iones en los que el elemento central necesita más de ocho electrones en la capa de valencia para mantener todos los electrones disponibles, D. cuando uno se encuentra con esto, se añaden las reglas extra a las etapas 4 y 6.

Etapa 4a: si C, el número de electrones compartidos, es menor que el número necesario para enlazar todos los átomos al átomo central, entonces C se aumenta el número de electrones necesario.

Etapa 6a: si C debe aumentarse en la etapa 4a, entonces los octetos de todos los átomos podrían satisfacerse antes de que todos los electrones D hayan sido añadidos. Colocar los electrones extra sobre el elemento central.

3.2. Enlace covalente.

Un enlace covalente entre dos átomos o grupos de átomos se produce cuando estos, para alcanzar el octeto estable, comparten electrones del último nivel.

De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos o no metales.

El Enlace Covalente se presenta cuando dos átomos comparten electrones para estabilizar la unión.

A diferencia de lo que pasa en un enlace iónico, en donde se produce la transferencia de electrones de un átomo a otro; en el enlace covalente, los electrones de enlace son compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, los dos átomos no metálicos comparten uno o más electrones, es decir se unen a través de sus electrones en el último orbital, el cual depende del número atómico en cuestión.

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