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ENLACE ATÓMICO
Resumen
En busca de la estabilidad
I Simetría de capas: ley del octeto
I A buscarse la vida tocan
Interacciones entre átomos: enlaces intra-inter atómicos
I ¿Qué puede pasar? Análisis de la casuística
I Compartir es vivir: enlaces iónico y covalente
I La comuna atómica: el enlace metálico
En busca de la estabilidad (perdida)
Principio de mínima energía
I La naturaleza es ultra vaga
I Siempre adopta configuraciones y estructuras de mínima energía
¿Y en el mundo atómico? −→ ¡TAMBIÉN!Estructura de capas cerradas
I Para los átomos, las capas cerradas suponen estados máximamentesimétricos
I ¡Más simetría, menos energía!
En busca de la estabilidad (perdida)
Principio de mínima energía
I La naturaleza es ultra vaga
I Siempre adopta configuraciones y estructuras de mínima energía
¿Y en el mundo atómico?
−→ ¡TAMBIÉN!Estructura de capas cerradas
I Para los átomos, las capas cerradas suponen estados máximamentesimétricos
I ¡Más simetría, menos energía!
En busca de la estabilidad (perdida)
Principio de mínima energía
I La naturaleza es ultra vaga
I Siempre adopta configuraciones y estructuras de mínima energía
¿Y en el mundo atómico? −→ ¡TAMBIÉN!Estructura de capas cerradas
I Para los átomos, las capas cerradas suponen estados máximamentesimétricos
I ¡Más simetría, menos energía!
Capas cerradas vs capas incompletas
Estructura de capas cerradas
I Los átomos buscan siempre capas cerradas−→ Pierden o ganan e−
I Los metales tienden a perder e−
I Tiene propiedades parecidas entre ellosI Forman compuestos semejantesI Están a la izquierda de la TP (capas incompletas con pocose−)Ej.: ns1;ns2 np1,np2 (n bajos...) nd1...
I Los no metales tienden a ganar e−
I También tienen propiedades parecidas entre ellosI También forman compuestos semejantesI A la derecha de la TP (capas incompletas con muchos e−)
Ej.: np5,np4,np3
Estructura de capas cerradas
I Los átomos buscan siempre capas cerradas−→ Pierden o ganan e−
I Los metales tienden a perder e−
I Tiene propiedades parecidas entre ellosI Forman compuestos semejantesI Están a la izquierda de la TP (capas incompletas con pocose−)Ej.: ns1;ns2 np1,np2 (n bajos...) nd1...
I Los no metales tienden a ganar e−
I También tienen propiedades parecidas entre ellosI También forman compuestos semejantesI A la derecha de la TP (capas incompletas con muchos e−)
Ej.: np5,np4,np3
Estructura de capas cerradas
I Los átomos buscan siempre capas cerradas−→ Pierden o ganan e−
I Los metales tienden a perder e−
I Tiene propiedades parecidas entre ellosI Forman compuestos semejantesI Están a la izquierda de la TP (capas incompletas con pocose−)Ej.: ns1;ns2 np1,np2 (n bajos...) nd1...
I Los no metales tienden a ganar e−
I También tienen propiedades parecidas entre ellosI También forman compuestos semejantesI A la derecha de la TP (capas incompletas con muchos e−)
Ej.: np5,np4,np3
Formación de iones
I Los átomos neutros, por todo esto, formarán iones en la naturaleza
I Na+ (Z=11)
[Na] = 1s2 2s2p6 3s1 → [Na+] = 1s2 2s22p6
Ocho en la última capa
I F− (Z=9)
[F] = 1s2 2s22p5 → [F−] = 1s2 2s22p6
Ocho en la última capa
Los odiosos ocho...
¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?
I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4
I Le molará ganar dos electrones
I [Z = 34]2− Ocho en la última capa
¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?
I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6
I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa
I [Z = 54] es un gas noble
Los odiosos ocho...
¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?
I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4
I Le molará ganar dos electrones
I [Z = 34]2− Ocho en la última capa
¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?
I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6
I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa
I [Z = 54] es un gas noble
Los odiosos ocho...
¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?
I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4
I Le molará ganar dos electrones
I [Z = 34]2− Ocho en la última capa
¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?
I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6
I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa
I [Z = 54] es un gas noble
Los odiosos ocho...
¿Qué ión tenderá a formar Z = 34?
I [Z = 34] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4
I Le molará ganar dos electrones
I [Z = 34]2− Ocho en la última capa
¿Qué ión tenderá a formar Z = 54?
I [Z = 54] = 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p6
I ¡Ya tiene capas cerradas! Ocho en la última capa
I [Z = 54] es un gas noble
Excepciones al octeto...
I Como algunas capas no tienen ocho electrones, la regla se violará
Z=2 (He)
I [2He] = 1s2
I Tiene capas cerradas y sólo ha necesitado dos electrones
I Es el primer gas noble
Electrones en orbitales dI Es un análisis más difícil
I Las capas semillenas también son establesEj.: nd5
Excepciones al octeto...
I Como algunas capas no tienen ocho electrones, la regla se violará
Z=2 (He)
I [2He] = 1s2
I Tiene capas cerradas y sólo ha necesitado dos electrones
I Es el primer gas noble
Electrones en orbitales dI Es un análisis más difícil
I Las capas semillenas también son establesEj.: nd5
Excepciones al octeto...
I Como algunas capas no tienen ocho electrones, la regla se violará
Z=2 (He)
I [2He] = 1s2
I Tiene capas cerradas y sólo ha necesitado dos electrones
I Es el primer gas noble
Electrones en orbitales dI Es un análisis más difícil
I Las capas semillenas también son establesEj.: nd5
Ejercicios. Regla del octeto.I 11, 12, 13 página 45
I 7, 8 página 66
¿Y qué van a hacer los átomospara conseguir estas estructuras estables?...
Enlaceso cómo buscarse la vida atómicamente
I La interacción con otros átomos es la manera más sencilla deconseguir estructuras de capas cerradas
¡Trabajo en grupo!
¿Qué puede suceder?
I Que compartan electrones de una u otra forma
I Distintas formas de compartir dan distintos enlaces
Enlaceso cómo buscarse la vida atómicamente
I La interacción con otros átomos es la manera más sencilla deconseguir estructuras de capas cerradas
¡Trabajo en grupo!
¿Qué puede suceder?
I Que compartan electrones de una u otra forma
I Distintas formas de compartir dan distintos enlaces
Enlaceso cómo buscarse la vida atómicamente
I La interacción con otros átomos es la manera más sencilla deconseguir estructuras de capas cerradas
¡Trabajo en grupo!
¿Qué puede suceder?
I Que compartan electrones de una u otra forma
I Distintas formas de compartir dan distintos enlaces
Cauística
(1) Compartir e− por pares, tríos, tetradas...
I Formación de compuestos (binarios, ternarios, cuaternarios...)P.Ej.: NaF, CO2, AuF3, H2SO4, CH3CH2CH3
(2) Compartir e− en manada
I Los átomos pierden e− colectivamente
I Los e−
I pasan a formar parte de una nubeelectrónica
I pertenecen a todos los átomos y aninguno en particular
P.Ej.: Metales: Na, Cu, Au, U
Cauística
(1) Compartir e− por pares, tríos, tetradas...
I Formación de compuestos (binarios, ternarios, cuaternarios...)P.Ej.: NaF, CO2, AuF3, H2SO4, CH3CH2CH3
(2) Compartir e− en manada
I Los átomos pierden e− colectivamente
I Los e−
I pasan a formar parte de una nubeelectrónica
I pertenecen a todos los átomos y aninguno en particular
P.Ej.: Metales: Na, Cu, Au, U
Casuística (ii)
Enlace iónico
I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde
I Regla mnemotécnica:
I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes
I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:
I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)
Enlace iónico
I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde
I Regla mnemotécnica:
I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes
I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:
I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)
Enlace iónico
I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde
I Regla mnemotécnica:
I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes
I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF,
Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:
I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)
Enlace iónico
I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde
I Regla mnemotécnica:
I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes
I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1
I Estructura de Lewis:I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa
(capa de valencia)
Enlace iónico
I El reparto es injusto: uno gana y el otro pierde
I Regla mnemotécnica:
I Puede definirse la valencia electrónica de los átomos participantes
I Número de electrones que pierdes (+) o ganas (-)I Ej.: Na+ F− → NaF, Val(Na) = +1, Val(F) = −1I Estructura de Lewis:
I Dibujo donde se muestran los e− de la última capa(capa de valencia)
Compuestos iónicos
Propiedades
I Fuerzas eléctricas intensas
I Sólidos cristalinos a TambI ↑ Tf , ↑ Teb
I Los átomos están formando iones
I Muy solubles en sustanciaspolares
I Duros y frágilesI Conducen fundidos y en
disolución (cargas móviles),pero no sólidos
Red iónica solvatada
Ejercicios. Enlace iónicoI 14, 15 página 47
Enlace covalente
I Es «justo»: los átomos comparten electrones
I Regla mnemotécnica
I Puede definirse la valencia covalente o covalencia
I Número de e− que se compartenI Ej.: F− F− → F2,
Coval(F) = 1I Estructura de Lewis
Enlace covalente
I Es «justo»: los átomos comparten electrones
I Regla mnemotécnica
I Puede definirse la valencia covalente o covalencia
I Número de e− que se compartenI Ej.: F− F− → F2, Coval(F) = 1
I Estructura de Lewis
Enlace covalente
I Es «justo»: los átomos comparten electrones
I Regla mnemotécnica
I Puede definirse la valencia covalente o covalencia
I Número de e− que se compartenI Ej.: F− F− → F2, Coval(F) = 1I Estructura de Lewis
Compuestos covalentes (i)
I Se denomina molécula a la estructura formada mediante la unióncovalente de no metales.
I Pueden presentar propiedades y estructuras muy variables enfunción de las interacciones intermoleculares.
I Sólidos y líquidos moleculares. Hielo, agua, cristales de azúcarI Redes covalentes. Diamante, grafito, grafeno, etc.I Gases moleculares. F2,Cl2,Br2, ...
Compuestos covalentes (ii)
En general...
I Las cargas eléctricas no tienen movilidad
I Son malos conductores
I Redes covalentes (diamante, grafito)
I Tf , Teb enormesI No solubles en disolventes polares
Mala idea lavarte manchas de lápiz con agua...I Muy duros pero frágiles (altamente anisótropos)
I Sustancias moleculares
I Sus propiedades dependen de si están formadas por moléculaspolares o apolares.
I Pueden ser sólidos cristalinos (H2O(l), I2(s)), líquidos(CH3CH2OH(l)), gases (F2(g),H2O(g), ...)
Compuestos covalentes (ii)
En general...
I Las cargas eléctricas no tienen movilidad
I Son malos conductores
I Redes covalentes (diamante, grafito)
I Tf , Teb enormesI No solubles en disolventes polares
Mala idea lavarte manchas de lápiz con agua...I Muy duros pero frágiles (altamente anisótropos)
I Sustancias moleculares
I Sus propiedades dependen de si están formadas por moléculaspolares o apolares.
I Pueden ser sólidos cristalinos (H2O(l), I2(s)), líquidos(CH3CH2OH(l)), gases (F2(g),H2O(g), ...)
Compuestos covalentes (ii)
En general...
I Las cargas eléctricas no tienen movilidad
I Son malos conductores
I Redes covalentes (diamante, grafito)
I Tf , Teb enormesI No solubles en disolventes polares
Mala idea lavarte manchas de lápiz con agua...I Muy duros pero frágiles (altamente anisótropos)
I Sustancias moleculares
I Sus propiedades dependen de si están formadas por moléculaspolares o apolares.
I Pueden ser sólidos cristalinos (H2O(l), I2(s)), líquidos(CH3CH2OH(l)), gases (F2(g),H2O(g), ...)
Ejercicios. Enlace covalenteI 18, 20 página 49
Enlace metálico
I Es una compartición (sic) colectiva de e−
I Se forma con elementos metálicos (¡Sorpresa!)
I Los e− se transfieren a una nube electrónica deslocalizada
I Se entiende sólo en términos cuánticos y su tratamiento está fuerade este curso
Enlace metálico
I Es una compartición (sic) colectiva de e−
I Se forma con elementos metálicos (¡Sorpresa!)
I Los e− se transfieren a una nube electrónica deslocalizada
I Se entiende sólo en términos cuánticos y su tratamiento está fuerade este curso
Sustancias metálicas
Propiedades
I Hay una enorme cantidad de e− en la nube (gas electrónico)
I Conducen la electricidad (sólidos y fundidos)
I En general son sólidos a Tamb y forman cristalesI Tf , Teb variables, pero moderadamente altasI Son insolubles
I Las redes metálicas son dúctiles y maleables
Ejercicios �nales. Enlace y propiedadesI Ej. 23 página 55
I Ej. 9, 11, 14 página 66
I Ej. 15, 23 página 67