ENLACE
QUÍMICO
Estructura Electrónica de los Átomos
Estados Físicos de la Materia
Enlace Químico
Enlace Químico
ENLACE IÓNICO
ENLACE COVALENTE
ENLACE METÁLICO
ENLACE de BAJA ENERGÍA
Enlace Químico
Na(s)
+ 1/2 Cl2(g)
→ NaCl(s)
+
Enlace Químico
Definición IUPAC
Hay un enlace químico entre dos átomos
o grupos de átomos cuando las fuerzas
que se establecen entre ellos permiten la
formación de un agregado con la
suficiente estabilidad para que pueda ser
considerado una especie independiente.
Enlace Químico
Gilbert Lewis estableció que los
átomos se combinan a fin de
alcanzar una configuración
electrónica más estable:
La máxima estabilidad resulta
cuando un átomo es isoelectrónico
con un gas noble
Enlace Químico
..
....
..
... ..
Cl
Cl
.. ..
+
iónico
Na
..
..Cl
..
..
+
..
covalente
+
....
... . ..
Cl
Cl
.. ..
..
.
.
Na
Cl
..
Enlace Químico
Fórmula de Lewis y Fórmula Mínima
Fluoruro de litio
Li F
Fórmula mínima
Fluoruro de Magnesio
Mg F2
Fórmula mínima
En el sulfuro de calcio el calcio pierde dos
electrones formando el catión calcio y el azufre
gana dos electrones formando el anión sulfuro
Sulfuro de calcio
CaS
Un tozo del cristal de sulfuro de calcio.
El catión calcio es bastante más
pequeño que el anión sulfuro
MODELO
IÓNICO
Enlace Químico
MODELO:
Un modelo es un idealización que permite describir
teóricamente un sistema y predecir y explicar en
forma aproximada, hechos experimentales.
Enlace Químico
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE
LOS COMPUESTOS IÓNICOS
Los iones se ordenan en redes cristalinas iónicas
Baja conductividad térmica y eléctrica en
estado sólido, pero conducen en estado fundido
y en solución acuosa.
Puntos de fusión y ebullición elevados
Duros y quebradizos
Enlace Químico
MODELO IÓNICO
Los iones son esencialmente esferas con carga,
incompresibles, indeformables que interaccionan por
fuerzas coulómbicas electrostáticas en el cristal
+
r
-
Enlace Químico
Cargas iguales se repelen y cargas opuestas se atraen.
Las cargas sobre las fibras del cabello se repelen y causan
que el cabello se disperse.
Enlace Químico
+
r
-
 z + z −e2 

Eat . = 
 4 r 
o


Enlace Químico
-
Energía Potencial
+
Repulsión
r
Total
Atracción
 z + z −e2 

Eat . = 
 4 r 
o


Enlace Químico
Enlace Químico
 z + z −e2 
2
2
2−
+
E=
 4 o r 
2 3


3r
- .....
3r
r
2r
r
2r
“CRISTAL UNIDIMENSIONAL”
Enlace Químico
Enlace Químico
[
 z + z −e2 
 6
E=
 4 r 
o


r
[
 z + z −e2 
 6
E=
 4 r 
o


Enlace Químico
[
 z + z −e2 
 6
E=
 4 r 
o


r 2
Enlace Químico
[
 z + z −e2 
 6
E=
 4 r 
o


r 2
Enlace Químico
[
 z + z −e2 
12
 6−
E=
 4 r 
2
o


r 2
Enlace Químico
[
 z + z −e2 
12
 6−
E=
 4 r 
2
o


Enlace Químico
[
 z + z −e2 
12
 6−
E=
 4 r 
2
o


r 3
Enlace Químico
[
 z + z −e2 
12
8


6−
E=
+
 4 r 
2
3
o


r 3
Enlace Químico
[
 z + z −e2 
12
8


6−
E=
+
 4 r 
2
3
o


N
− .....
A
+ - 2
NAz z e
E=
4π 0 r
Enlace Químico
Enlace Químico
Tipo de Estructura
Celda Unidad
Madelung, A
NaCl
1.74756
CsCl
1.76267
CaF2
5.03878
Blenda de Zinc
(ZnS)
Wurtzita (ZnS)
1.63805
1.64132
Enlace Químico
Energía Potencial
Repulsión
Erep
NB
= n
r
r
Total
+ - 2
Atracción
NAz z e
E=
4π 0 r
Enlace Químico
Energía
Potencial
 N Az + z − e2 
N
B


E=
 4 o r  + r n


Repulsión
Total
dE
dr
=0
r
Atracción
Enlace Químico
 N Az + z −e2  N B
+
E =
n
 4 o r 
r


+
− 2
dE
NAz z e
nNB
=0=−
+
2
n +1
dr
4 0 r
r
+
− 2 n −1
Az z e r
B =−
4 0 n
Enlace Químico
Número de Avogadro
(6.02 x 1023)
U Eret -=
Constante
de Madelung
 NAz + z − e 2  1 

1 − 
 4 ro  n 
o


Carga del catión y
del anión
Distancia
interiónica
Coeficiente
de Born
ECUACIÓN DE BORN-LANDÉ
Enlace Químico
− +2 −
 139000
 NAz + zAz
e z  1  1 
1−1 − 
=−
U U= −
  4roo ro   n  n 


U en kJ
r0 en pm
n
He
5
Ne
7
Ar
9
Kr
10
Xe
12
Enlace Químico
NaCl
 139000 Az + z −
U = −

r
o

 1 
1 − 
 n 

z+ = 1 z- = -1
A = 1.747
n=9
U = 765 kJ/mol
ro = 282 pm
Enlace Químico
Ecuación de Kapustinskii
Estructura
N° de iones ()
Madelung, A
A/
NaCl
2
1.74756
0.88
CsCl
2
1.76267
0.87
Zinc Blende
2
1.638
0.82
Wurtzite
2
1.64132
0.82
Fluorite
3
2.51939
0.84
Rutile
3
2.408
0.80
 NAz + z − e 2  1 
1 − 
U = −
 4 o ro  n 
A = 0.88
n=9
Enlace Químico
 1,39 x10 Az z  1 
1 − 
U = −
ro

 n 
5
+ −
+ −
1.08 10 v z z
U =−
+
−
r +r
5
z+ y z- son las cargas de los iones
r radio de los iones (picometros)  ro
rNa+ = 116 pm r Cl- = 167 pm
UNaCl = 763 kJ/mol
Enlace Químico
¿Funciona el modelo iónico?
Enlace Químico
Cl-
Na+
E
1
765 kJ/mol
Energía
Na
Cl
+
E2
NaCl
Enlace Químico
NaCl (s)
U
Na+(g) + Cl- (g)
LEY DE HESS
Enlace Químico
NaCl (s)
−DHf
U
Na+(g) + Cl- (g)
DHsub + ½ DCl-Cl + INa + ½ AECl
Na(s) + ½ Cl2 (g)
Enlace Químico
CICLO DE BORN-HABER
Na+(g) + Cl (g)
Predijimos U = 765 kJ/mol
EA = - 354 kJ/mol
I = 502 kJ/mol
Na+(g) + Cl- (g)
Na(g) + Cl (g)
Na(g) + 1/2 Cl2 (g)
Na(s) + 1/2 Cl2 (g)
½ D = 121 kJ/mol
∆Hsub= 108 kJ/mol
U=?
-U
∆Hfo=- 411kJ/mole
NaCl (s)
∆Hfo= ∆Hsubo +1/2 D + I + EA + U
- 411= 108 +121 +502 + (-354) + U
U = 788 kJ/mol
Compuesto
NaF
NaCl
NaBr
NaI
CsF
CsCl
CsI
MgF2
U experimental U Born-Landé
910
772
736
701
741
652
611
2922
904
757
720
674
724
623
569
2883
Apartamiento
(%)
0,6
2
2
3,5
3,5
4
7
1,5
Enlace Químico
Compuesto
AgF
AgCl
AgBr
AgI
U experimental U Born-Landé
231
219
217
214
208
187
181
176
Apartamiento
(%)
11
17
20
22
Enlace Químico
CARÁCTER COVALENTE DEL ENLACE IÓNICO
Enlace Químico
CARÁCTER COVALENTE DEL ENLACE IÓNICO
Enlace Químico
REGLAS DE FAJANS
mayor carga
Poder polarizante del catión
= potencial iónico
menor radio
()
configuración
distinta de gas noble
mayor carga
Polarizabilidad del anión
mayor radio
Enlace Químico
Fajans : Aplicaciones
AgX
Solubilidad agua (25°C)
Apartamiento
(%)
AgF
14 M
11
AgCl
AgBr
1.45 x 10-5 M
7 x 10-7 M
17
9 x 10-9 M
22
AgI
20
-mas grande
-mas polarizable
-más covalente
-menos soluble en agua
Enlace Químico
Fajans : Aplicaciones
MCl2
Be2+
Mg2+
Radio (nm)
59
86
Pto.Fusión(°C)
405
712
Ca2+
114
772
Ba2+
149
960
-más pequeño
-más polarizante
-más covalente
-menor punto de fusión
Enlace Químico
Tránsito iónico -covalente
Menores puntos de fusión
Menor solubilidad en solventes polares
Estructura cristalina en capas
Menos conductores de electricidad en solución
Menor dureza
Enlace Químico
Algunas Conclusiones
Born – Landé
Modelo iónico
Kapustinskii
Contribuciones no iónicas a la fuerza
de unión total
Enlace de tránsito
Enlace Químico