Enlaces covalentes múltiples

Como cada átomo en una molécula tiende a completar el octeto, se ponen de manifiesto los enlaces covalentes múltiples (comparten 2 o 3 pares de electrones, cada par es simbolizado con una línea).

Ejercicio.- Represente las siguientes moléculas según la estructura de Lewis, indicando si los enlaces son simples, dobles o triples: O2, Cl2, C2H4

Enlace covalente polar

En el enlace covalente polar los electrones se comparten de manera desigual, lo cual da por resultado que un extremo de la molécula sea parcialmente positivo y el otro parcialmente negativo. Esto se indica con la letra griega delta (d).

Ejemplo: La molécula de HCl. 

Átomos	H	Cl
Electronegatividad	2.1	3.0
Diferencia de electronegatividad	3.0 -2.1 = 0.9 Diferencia entre 0.5 y 1.7, por lo tanto el enlace es covalente polar.

d+ d- 
H – Cl

El átomo más electronegativo, en este caso el cloro, adquiere la carga parcial negativa, y el menos electronegativo, en este caso. el hidrogeno la carga parcial positiva.
Ejercicio.- De acuerdo a la diferencia de electronegatividad, clasifique los siguientes enlaces como polar, no polar o iónico.

Enlace	Electronegatividades		Diferencia de electronegatividad	Tipo de enlace
N -O
Na -Cl
H - P
As -O

Tipos de enlace químico

¿Cuáles son los tipos de enlace químico?

Enlace Iónico

¿Cuándo se forma?

El enlace iónico es mantenido por la fuerza electrostática generada por los iones de distinto signo.

Se forman enlaces iónicos cuando se combinan elementos situados en los dos extremos de la tabla periódica (diferencia de electronegatividades grande).

Enlace metálico

Si los átomos enlazados son elementos metálicos, el enlace se llama metálico. Los electrones son compartidos por los átomos, pero pueden moverse a través del sólido proporcionando conductividad térmica y eléctrica, brillo, maleabilidad y ductilidad.

La mayoría de los metales son sólidos cristalinos en los cuales se presentan los iones cargados positivamente y una nube de electrones que se mueve con facilidad. Las fuerzas electrostáticas de atracción entre los átomos cargados positivamente y la nube de electrones se conoce con el nombre de enlace metálico.

Enlace covalente

En el enlace covalente se considera que el par o los pares de electrones compartidos pertenecen a la periferia de ambos átomos.

El caso más sencillo es el enlace covalente puro o no polar de la molécula de hidrógeno, cada hidrógeno contribuye con un electrón para formar el enlace. El enlace covalente se indica con una línea entre los símbolos de los átomos unidos. Esa línea significa la existencia de un par de electrones compartido. ( H __ H)

Los dos núcleos de hidrógeno están rodeados por dos electrones, es decir, cada átomo adquiere la configuración de gas noble, Helio. En general, la formación de un enlace covalente, lo mismo que el de uno iónico conduce a que los dos átomos adquieran la configuración de un gas noble.
En forma similar se pueden dar las estructuras de las moléculas de Cl, F y O

Representación de Lewis del enlace covalente. Cada línea representa a un par de electrones compartidos

Electronegatividad y Enlace Químico

¿Qué relación existe entre electronegatividad y enlace químico?
La electronegatividad es útil para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre átomos de diferentes elementos.
La diferencia de electronegatividades que hay entre los elementos que se unen determina el tipo de unión química o enlace que se ha de formar.

¿Qué es un enlace químico?

Podríamos definirlo como la fuerza que mantiene unidos a los átomos en una molécula. Se puede expresar gráficamente de la siguiente manera:

¿Por qué existen las moléculas?


Las moléculas poliatómicas existen porque los átomos interactúan para formar agregados que tienen energía más baja que los "fragmentos separados"


Por ejemplo:
H+H---H2;  O+O---O2;  C+O2---CO2
 Libera E         Libera E        Libera E

Si se quieren entender las propiedades físicas y químicas de los elementos y de los compuestos, es necesario saber sobre el enlace químico.

Los átomos no existen aislados, sólo aquellos que tienen el nivel exterior completo (gases nobles). En general los átomos se asocian para conseguir 8 electrones en su nivel exterior (excepto el H).

El principio básico para entender el enlace es el conocimiento de las estructuras electrónicas de los átomos que se combinan.

La formación de un enlace implica la liberación de la llamada energía de enlace. La energía de enlace tiene igual valor, pero signo contrario, a la energía necesaria para romper ese mismo enlace.

Experimentalmente, se han podido determinar energías de enlace, longitudes de enlace y ángulos de enlace y se observan regularidades que ayudaron a construir las teorías sobre enlaces.

Variación de las propiedades de los elementos de la tabla periódica

A medida que desciende en un grupo, al pasar de un período a otro, se pasa de un número cuántico principal al siguiente.

Observando la línea quebrada que parte del boro y termina entre el polonio y el astato, vemos que a la derecha de la misma están los elementos no metálicos y a la izquierda los metálicos. Los elementos anfóteros o metaloides están a un lado y a otro de la diagonal.

Características periódicas de propiedades físicas

¿Cómo varía el radio atómico?

Numerosas propiedades físicas (densidad, punto de fusión y punto de ebullición) están relacionadas con el tamaño de los átomos, pero el tamaño atómico es difícil de definir. La densidad electrónica en el átomo se extiende más allá del núcleo. En la práctica, por lo general se piensa en tamaño atómico como el volumen que contiene un 90% de la totalidad de la densidad electrónica alrededor del núcleo.

El radio atómico de un metal es la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos adyacentes. Para elementos que existen como moléculas diatómicas simples, el radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de los dos átomos en una molécula específica.

Radios atómicos de elementos de acuerdo a su posición en la tabla periódica

La tabla periódica indica que el radio atómico disminuye de izquierda a derecha en un período y aumenta al descender en un grupo. La disminución de izquierda a derecha en un período es consecuencia del aumento de la atracción entre el núcleo y los electrones (n es el mismo y aumenta la carga nuclear, Z). Al descender en un grupo aumenta n, los electrones externos están cada vez más lejos del núcleo.

Radio iónico es el radio de un catión o de un anión. El radio iónico afecta las propiedades físicas y químicas de un compuesto iónico.
Energía de ionización o potencial de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón en estado fundamental de un átomo en estado gaseoso para transformarlo en un catión.

Me(g)---Me+ (g) + e-       EI

¿Cómo varía la energía de ionización?

Aumenta de izquierda a derecha en un período, ya que el radio atómico disminuye y se consume mas energía para arrancar el electrón que está mas atraído por el núcleo.

Disminuye al descender  en un grupo, ya que los electrones externos están cada vez más alejados del núcleo.

Afinidad electrónica es la energía puesta en juego cuando un átomo en estado fundamental y gaseoso se le agrega un electrón.

E(g) + e-   ----  E-(g)        AE

¿Cuándo decimos que un elemento es electronegativo?

El elemento con valores de energía de ionización y afinidad electrónica altos, es electronegativo.

La electronegatividad es una medida de tendencia que tienen los átomos de atraer los electrones de un enlace. Linus Pauling fue quien confeccionó una escala de electronegatividades para los elementos. Esta escala no tiene unidades y el maximo valor (4) corresponde al elemento más electronegativo.

La necesidad de ordenar los elementos: Tabla periódica

La tabla periódica se desarrolló de manera totalmente empírica y fue usada por los químicos antes de que se tuviera conocimiento acerca de la configuración electrónica. El siguiente es el desarrollo histórico de la tabla periódica:

• Durante los primeros años del siglo XIX, algunos elementos fueron descubiertos en un tiempo relativamente corto.
• En el año 1830 había cerca de 56 elementos conocidos. A medida que aumentaron la cantidad y variedad de datos se vio la necesidad de buscar una forma más simple para manejar estos números y tenerlos a mano.
• En 1869 Dimitri Mendeleiev en Rusia y Lohar Meyer en Alemania, trabajando independientemente el uno del otro, publicaron esquemas similares para clasificar los elementos. Estas tablas fueron las precursoras de la tabla periódica moderna. Mendeleiev distribuyó los elementos en el orden que aumentaban sus pesos atómicos y observó al hacerlo que ciertas propiedades físicas y químicas se repetían de manera periódica. Agrupó los elementos que tenían características similares en grupos verticales.

Número atómico y ley periódica

¿Cómo está ordenada actualmente la tabla periódica?

El enunciado actual de la Ley Periódica es: las propiedades de los elementos son una función periódica de sus números atómicos.

Tabla periódica y configuración electrónica

¿Qué relación existe entre la configuración y la organización de la tabla periódica?

Las propiedades físicas y químicas de los elementos se explican teniendo en cuenta su configuración electrónica. En la tabla periódica se resume gran parte del comportamiento químico de las sustancias puras elementales.