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Química MATERIA: QUÍMICA SEMANA 5 TEMAS SEMANA 5: a) Polaridad de enlace y electronegatividad b) Representación de las estructuras de Lewis Estructura de Lewis para un ion poliatómico Estructura de Lewis con un enlace múltiple c) Conductividad, solubilidad y otros indicios de los enlaces químicos ¿Cuál enlace es más polar: a) B-Cl o C-Cl, b) P-F o P-Cl? En cada caso, indique que átomo tiene la carga parcial negativa La polaridad del enlace es una medida de qué tan equitativa se comparten los electrones en cualquier enlace covalente. Un enlace covalente no polar es aquel donde los electrones se comparten de manera equitativa, como en el Cl2 y el N2. En un enlace covalente polar, uno de los átomos ejerce una atracción mayor sobre los electrones del enlace que el otro. Si la diferencia en la capacidad relativa de atraer electrones es suficientemente grande, se forma un enlace iónico. Recordemos que la electronegatividad se define como la capacidad de un átomo en una molécula para atraer electrones hacia sí mismo. Esta propiedad de los elementos permite estimar si un enlace dado es covalente no polar, covalente polar o iónico. Puede utilizarse la diferencia de electronegatividad entre dos átomos para medir la polaridad del enlace entre ellos. Ejemplo: Considere estos tres compuestos que contienen flúor: F2 HF LiF Diferencia de electronegatividad 4.0 – 4.0 = 0 4.0 – 2.1 = 1.9 4.0 – 1.0 = 3.0 Tipo de enlace Covalente no polar Covalente polar Iónico Química 2 En el F2 los electrones se comportan de manera equitativa entre los átomos de flúor y, así el enlace covalente es no polar. Un enlace covalente no polar se presenta cuando las electronegatividades de los átomos enlazados son iguales. En el HF el átomo de flúor es más electronegativos que el hidrogeno, dando como resultado que los electrones se comportan de forma desigual, el enlace es polar. En general, un enlace covalente polar resulta cuando los átomos difieren en electronegatividad. En el HF, el átomo de flúor, el cual más electronegativo, atrae la densidad electrónica alejándola del átomo de hidrogeno que es menos electronegativo, en tanto que deje una carga parcial positiva en el átomo de hidrógeno que es menos electronegativo, en tanto que deja una carga parcial positiva en el átomo de hidrogeno y una carga parcial negativa en el átomo del flúor. En el LiF es muy grande la diferencia de electronegatividad, lo cual significa que la densidad electrónica se desplaza hacia el F. Por lo tanto, el enlace resultante se describe con mayor exactitud como iónico. ¿Cuál es la estructura de Lewis para el Tricloruro de fósforo, PCl3? La estructura de Lewis puede ayudar a comprender los enlaces de muchos compuestos y con frecuencia se utilizan para explicar las propiedades de las moléculas. Por esta razón, la representación de las estructuras de Lewis es una importante habilidad. Procedimiento: 1. Sume los electrones de valencia de todos los átomos. (Utilice la tabla periódica para determinar el número de electrones de valencia de cada átomo). Para un anión, sume un electrón al total de cada carga negativa. Para un catión, reste un electrón del total por cada carga positiva. Por ejemplo: Tribromuro de fósforo PBr3 P fósforo (grupo 5A) Br Bromo (grupo 7A) 5 + (3 x 7) = 26 2. Escriba los símbolos de los átomos para mostrar cuáles están unidos con cuales y conéctelos mediante un enlace sencillo (una línea representado dos electrones). Las fórmulas químicas con Química 3 frecuencia se escriben en el orden en el que están conectados los átomos en la molécula o el ion. Por ejemplo: La fórmula HCN le indica que el átomo de carbón está unido al átomo de H y al de N. En muchas moléculas y iones poliatómicos, el átomo central generalmente se escribe primero, como en el CO3 2- y el SF4. Recuerde que, en general, el átomo central es menos electronegativo que los átomos que lo rodean. En otros casos, es probable que necesite más información antes de que pueda representar la estructura de Lewis. 3. Complete los octetos alrededor de todos los átomos unidos al átomo central. Sin embargo, recuerde que un átomo de hidrógeno solo tiene un par de electrones a su alrededor. 4. Coloque los electrones que sobren en el átomo central, incluso si al hacerlo resulta más de un octeto de electrones alrededor del átomo. 5. Si no hay electrones suficientes para que el átomo central tenga un octeto, intente con enlaces múltiples. Utilice uno o más de los pares no compartidos de electrones de los átomos centrales para formar enlaces dobles o triples. ¿Cuál es la diferencia de un enlace doble y un enlace triple de acuerdo a la estructura de Lewis? Un enlace covalente doble es aquel en el cual dos pares de electrones son compartidos entre dos átomos. Por ejemplo, en el oxígeno (O2) el enlace es: Al compartir dos electrones, cada átomo de oxígeno obtiene ocho electrones en su nivel de energí más externo. (En realidad, est estructura de enlace para O2 está simplificada y no es eternamente correct, pero la estructura simplificada comunica la idea general.) En ele enlace en el compuesto etileno (C2H4), que se usa para hcer plástico de polietileno, puede escribirse de la manera siguiente: Química 4 Un Enlace triple es aquel en el cual tres pares de electrones se comparten entre dos átomos. Por ejemplo, en nitrógeno (N2) el enlce puede representarse de la forma siguiente: Con el enlace triple, cad átomo de nitrógeno obtiene ocho electrones en su nivel de energía más externo. El átomo N original tiene solamente cinco electrones, pero cuando dos átomos N se agrupan por enlace triple, cada uno tiene su participación en ocho electrones. ¿Cuáles son las características de los enlaces iónico, covalentes y metálicos? Las fuerzas de enlaces se deben a que se ganen, pierdan o compartan electrones, cuando los átomos se combinan se dice que se mantienen unidas mediante un enlace químico. Han logrado un arreglo más estable, usualmente ocho electrones en la capa más externa. Química 5 Tabla 1. Características de los enlaces químicos características Enlaces iónicos Enlaces covalentes Enlaces metálicos Partículas unitarias Iones positivos y negativos Moléculas Átomos Estado físico a temperatura ambiente Sólido Algunos son sólidos Algunos son Líquidos Algunos son gases Todos son sólidos excepto el Hg Punto de fusión Alto, entre 300 y 1000 ºC Bajo, muy variable Varía ampliamente: ›28ºC Conductividad eléctrica Como sólido Fundido En agua Ninguna Sí, buena Sí, buena Ninguna Ninguna Ninguna Sí Sí No aplica Solubilidad Soluble en disolventes Polares como el agua Compuestos covalentes no polares: soluble en disolvente no polar. Compuestos covalentes polares: solubles en disolventes polares Insolubles en disolventes no polares, algunos reaccionan con los ácidos y unos pocos con el agua.
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