Tema 4: Enlace Covalente.Geometrías basadas en la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (RPECV). •Conocer y aplicar el modelo de Lewis para describir el enlace en moléculas y especies discretas. • Conocer y aplicar el modelo de Gillespie para predecir la geometría de moléculas e iones. Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a Tema 4: Enlace Covalente. Geometrías basadas en la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (RPECV). 1. El enlace químico 1.1. Estabilidad relativa de una unión. 1.2. Relación entre la posición de la tabla periódica y tipo de unión. 1.3. El triángulo de van Arkel-Ketelaar. 2. Introducción al enlace covalente. 2.1. Estructuras de Lewis. 2.2. Estructuras de resonancia. 3. Geometría Molecular. 3.1. El modelo RPECV (VSEPR). 3.2. Ejemplos de geometrías moleculares. 3.3. Polaridad del enlace. Polaridad molecular. Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a TEORÍAS DE ENLACE Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ELECTRONEGATIVIDAD < 1.0 Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ENLACE IÓNICO Forman cationes Forman aniones Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a SÓLIDOS IÓNICOS Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ENLACE METÁLICO Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a MODELO DEL MAR DE ELECTRONES Catión Mar de electrones Fuerza aplicada Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ESTRUCTURA DE LOS METALES CELDAS CÚBICAS Cúbica Simple Cúbica Centrada en el Cuerpo Cúbica Centrada en las Caras Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ENLACE COVALENTE Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a TIPOS DE ENLACE MEZCLAS DE DOS O TRES CONTRIBUCIONES Triángulo de van Arkel-Ketelaar Iónico Metálico Covalente NaCl Na 2 S MgCl 2 Na 3 P AlCl 3 Na 4 Si SiCl 4 Na 3 Al PCl 5 Na 2 Mg SCl 2 Na Cl 2 Mg Al Si P 4 S 8 MgS AlP Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a VISIÓN GENERAL DE LA TEORÍA DE LEWIS (1916) • Los electrones de valencia juegan un papel fundamental en el enlace químico. • La transferencia de electrones conduce a los enlaces iónicos. • La compartición de electrones lleva a los enlaces covalentes. • Los electrones se transfieren o se comparten de manera que los átomos adquieren una configuración de gas noble: – El octeto. Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a SÍMBOLOS DE LEWIS Los electrones que participan en el enlace químico son los electrones de valencia, de número cuántico n más alto. Si • • • • N •• • • • P •• • • • As •• • • • Sb •• • • • Bi •• • • • • • Al • • • Se • • • •• Ar • • •• •• I • •• • • •• · Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a EL ENLACE COVALENTE SEGÚN LEWIS Los electrones de la capa de valencia se comparten para adquirir configuración de gas noble. F F + F F Electrones compartidos (Par enlazante) Par libre Cl H + Cl H H H + H H Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a EL ENLACE COVALENTE COORDINADO Los electrones del enlace provienen de un solo átomo Cl H N + H H H N H H H H Cl + - O H H H + Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ENLACES COVALENTES MÚLTIPLES Los átomos enlazados comparten más de un par de e - O O C O O C No cumple la regla del octeto O O C O O C O O C N N Enlace triple O O Enlace doble Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ESTRUCTURAS DE LEWIS • Todos los electrones de valencia de los átomos de una estructura de Lewis deben aparecer en ella. • Generalmente, todos los electrones están apareados. • Generalmente, cada átomo requiere un octeto: – H sólo requiere 2 e - . • Algunas veces son necesarios enlaces covalentes múltiples: – Los átomos C, N, O, P y S son los que más fácilmente forman enlaces covalentes múltiples. Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ESQUELETO DE LA ESTRUCTURA • Los átomos de H son siempre átomos terminales. • Los átomos centrales suelen ser los de menor electronegatividad. • Los átomos de C son casi siempre átomos centrales. • Las estructuras suelen ser compactas y simétricas. Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ESTRATEGIA PARA ESTRUCTURAS C 2 N 2 4 + 4 + 5 + 5 = 18 electrones N C C N 18 – 6 = 12 electrones N C C N No se cumple la regla del octeto N C C N Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a CARGAS FORMALES Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a CARGAS FORMALES DEL NOCl O Cl N O N Cl O Cl N O N Cl 18 electrones 14 electrones 2 electrones O Cl N O N Cl Completar octeto O Cl N O Cl N O N Cl O N Cl N: -2 -1 0 0 O: 0 -1 0 -1 Cl: +2 +2 0 +1 O N Cl Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a RESONANCIA O O O O O O OZONO O C O O - - O C O O - - O C O O - - Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO Número impar de electrones Octeto incompleto Octeto expandido Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR H O H Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR Los pares de electrones, tanto de enlace como libres, se distribuyen en torno al átomo central de la molécula para minimizar las repulsiones PL-PL>PL-PE>PE-PE La geometría molecular viene determinada por la distribución espacial de los átomos que integran la molécula Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR Moléculas sin pares de electrones libres Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR Geometrías comunes Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍAS COMUNES Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍAS COMUNES Moléculas derivadas del tetraedro AX n E 4-n 109,5º 106,6º 104,5º Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a ENLACES COVALENTES POLARES H Cl δ+ δ- H F Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR Y MOMENTOS DIPOLARES Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR Y MOMENTOS DIPOLARES Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a GEOMETRÍA MOLECULAR Y MOMENTOS DIPOLARES Q u í m i c a I n o r g á n i c a , L i c e n c i a t u r a e n F a r m a c i a