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Tipos de enlace
Julio César González Torres
Enlace iónicoEl enlace se debe a que los sistemas quedan cargados. Este enlace no es direccionado, por lo cual forma aglomerados tridimensionales.
Enlace iónicoLos enlaces iónicos generan cristales, estables.
Punto de fusión: 801° CPunto de ebullición: 1,465° C
Enlace covalenteEste tipo de enlaces se da entre elementos con
electronegatividades similares.
Los enlaces covalentes pueden formar una amplia gamade compuestos, que van desde unos cuantos átomos,hasta miles de átomos, cada uno de ellos con diferentespropiedades.
Agua Carbón amorfo Cuarzo
Para compuestos finitos, los compuestos forman moléculas con bajos puntos de ebullición. Para
compuestos periódicos los puntos de ebullición son altos.
Punto de fusión: 0° CPunto de ebullición: 100° C
Punto de fusión: 1,700° CPunto de ebullición: 2,230° C
Cuando los compuestos formados por enlaces covalentes tienen estructuras periódicas sus estructuras
pueden comprender miles de átomos.
C‐C SiO2
EnlaceEnergía de
disociación media [kJ/mol]
C–H 412C–C 348C=C 612C≡C 837C–O 743C–N 305C–F 484C–Cl 338N=N 409O–O 157O–O 463
Principios de química, quinta edición.Atkins, Jones.
Los estados de agregación dependen de las fuerzas intra-moleculares del material.
Puentes de hidrógeno δ
Dipolo-DipoloFuerzas de
dispersión de London
Puentes de hidrógeno
Estado líquido a presión y temperatura ambiente
Dipolo-Dipolo
Fuerzas intra-moleculares que suceden entre moléculas polares.Es decir que tienen una distribución no uniforme de los electrones.
Dipolo-Dipolo
Dipolo-Dipolo
Dipolo inducido – Dipolo inducido
Fuerzas intra-moleculares que suceden entre no polares.
Tienen una distribución uniforme pero se pueden dejar influenciar por otra molécula o por si misma.
Dipolo inducido – Dipolo inducido
¿Qué tipo de enlace intra-molecular es más fuerte?
Estado Sólido
En contraste con los gases que no tienen un volumen ni forma definido,
con el líquido que tiene un volumen definido pero no una forma,
un sólido tiene la habilidad para mantener un volumen y una forma definida, bajo diferentes condiciones.
Este volumen y forma definida es debido a que los átomos del sólido están altamente ordenados
Oro presenta una estructura cúbica centrada en las caras
El hierro presenta una estructura cúbica centrada en el cuerpo
El cuarzo SiO2 presenta una estructura hexagonal compacta
El diamante es el material más duro que se conoce.
Hexagonal CúbicoHexo-octahedro
Cubico centrado en el cuerpo
Cubico centrado en las caras
¿Cuál de los materiales es más duro?
Hexagonal CúbicoHexo-octahedro
Cubico centrado en el cuerpo
Cubico centrado en las caras
Dureza
2.5
Dureza
4
Dureza
7
Dureza
10
¿Por qué?
Hexagonal CúbicoHexo-octahedro
Cúbico centrado en el cuerpo
Cúbico centrado en las caras
Dureza
2.5
Dureza
4
Dureza
7
Dureza
10
Un elemento puede formar diferentes estructuras.
Veamos tres “estructuras” sólidas del carbono.
CúbicoHexo-octahedroAmorfo
Hexagonal
Los siguientes materiales tienen la misma composición, ¿Cómo se explican sus
propiedades?
CúbicoHexo-octahedro
Dureza
10
AmorfoHexagonal
Dureza
2-3
Dureza
1-1.5
La estructura no define totalmente la naturaleza del material.
Cuarzo Hexagonal
Hielo Hexagonal
WurtzitaHexagonal
Estos materiales tienen la misma estructura.
¿Qué explica el orden de dureza en estos materiales?
Cuarzo Hexagonal
Hielo Hexagonal
Wurtzita ZnSHexagonal
Dureza
7
Dureza
3.5-4
Dureza
1.5
¿Cómo se puede endurecer un material?
Cubico centrado en el cuerpo
Dureza: 4
Hierro
Triclínica
Acero
Dureza: 10-15
Enlace metálicoSe da entre elementos del bloque d. Estos se distinguen por tener un número atómico grande, lo cual hace que tenga un gran número de electrones en la capa de valencia.
Debido al efecto pantalla los electrones no están tan atados al núcleo, lo que hace que se muevan “libremente” sobre otros núcleos también parcialmente positivos.
En el modelo de mar de electrones, los electrones no pertenecen a ningún ion, y se mueven constantemente tal como las olas del mar.
Los iones son parcialmente positivos, lo cual genera repulsión entre ellos. Los electrones libres son los que dan la consistencia
(el enlace) al sistema.
Debido al movimiento constante de la densidad electrónica, los iones también presentan oscilaciones periódicas.
Los iones se encuentran en una especie de gelatina, lo cual permite tanto la vibración en la red, como la reestructuración de los iones.
Esto se traduce macroscópicamente en que:-Los metales sean buenos conductores de la temperatura (la red vibra con facilidad).-Los metales tengan brillo (los electrones no atados se pueden excitar con facilidad).-La conducción eléctrica, los electrones fluyen por la red de iones.-La maleabilidad, se reestructuran fácilmente, permitiendo la formación de láminas.