Uniones entre átomos - PDF

UNIONES ENTREÁTOMOS Uniones entre átomos 1 Formación de iones Uniones entre átomos 2 Formación de ionespositivos Los átomos de metales tienden a formar iones positivos. Uniones entre átomos 3 Formación de ionesnegativos Los átomos d...

UNIONES ENTREÁTOMOS Uniones entre átomos 1 Formación de iones Uniones entre átomos 2 Formación de ionespositivos Los átomos de metales tienden a formar iones positivos. Uniones entre átomos 3 Formación de ionesnegativos Los átomos de no metales tienden a formar iones negativos. Uniones entre átomos 4 Estabilidad de los gases nobles Los átomos de gases nobles son los más estables. Todos tienen 8 electrones en su última capa salvo el helio que tiene 2. Son los únicos elementos que se encuentran en la naturaleza como átomos aislados. No forman agrupaciones. Uniones entre átomos 5 Regla del octeto Muchos metales tienen tendencia a formar cationes cediendo electrones hasta alcanzar 8 electrones en la última capa. Na Na+ Ca Ca2+ Muchos no metales tienen tendencia a formar aniones captando electrones hasta alcanzar 8 electrones en la última capa. Cl Cl- S S2- Regla del octeto: los átomos tienen tendencia a organizar sus capas electrónicas, ganando, perdiendo o compartiendo electrones hasta adquirir la configuración electrónica de un gas noble (8 e- en la última capa, o 2e- si son próximos al helio). Esta regla determina que todos los elementos de un grupo tengan un comportamiento químico muy similar. Uniones entre átomos 6 ¿Cómo se unen los átomos? Con excepción de los gases nobles, los átomos tienden a formar uniones entre ellos porque así consiguen formar sistemas de menor energía y mayor estabilidad. Las uniones entre átomos se denominan enlaces químicos. Cuando los átomos se unen dan lugar a dos tipos de agrupaciones estables: moléculas y cristales. Uniones entre átomos 7 Moléculas Son agrupaciones estables de un número fijo de átomos. Si los átomos son iguales forman sustancias simples y si son distintos forman compuestos. Las forman átomos no metálicos que se unen mediante enlace covalente (compartición de electrones). Uniones entre átomos 8 Cristales o redescristalinas Son agrupaciones estables de un número muy grande y variable de átomos o iones perfectamente ordenados en el espacio. Según el tipo de átomos que lo formen podemos encontrar tres tipos: Cristales iónicos: constituidos por átomos metálicos y no metálicos que se unen mediante enlace iónico. Cristales covalentes: constituidos por átomos no metálicos, iguales o distintos, que se unen mediante enlaces covalentes. Cristales metálicos: constituidos por átomos metálicos idénticos (del mismo elemento). Uniones entre átomos 9  Enlace iónico Se da cuando se unen un metal y un no metal. Para adquirir la configuración de gas noble, el metal cede electrones al no metal, de modo que el metal adquiere carga positiva (forma cationes) y el no metal adquiere carga negativa (forma aniones). La unión entre los iones es debida a la atracción eléctrica entre iones de signo contrario. El ejemplo clásico son las sales binarias, como el NaCl. Uniones entre átomos 10  Cristales Iónicos El enlace iónico no da lugar a parejas catión-anión sino que cada ion de un signo se rodea de iones de signo contrario, formando estructuras muy ordenadas (cristales iónicos). La estructura tipo del cristal formado dependerá de la diferencia de tamaños entre catión y anión, y de la carga de los iones. Un cristal iónico siempre es neutro y su estructura debe ser lo más compacta posible. (Espacios huecos reducidos al mínimo). La fórmula del compuesto representa la proporción entre los elementos en el cristal. Red cristalina de cloruro de sodio (NaCl) Uniones entre átomos 11 Algunostipos de redes iónicas Uniones entre átomos 12 Propiedades de los compuestos iónicos Son sólidos con altos puntos de fusión debido a que romper su estructura cristalina requiere alcanzar temperaturas muy altas. Generalmente son solubles en agua. No conducen la corriente en estado sólido, pero sí cuando están fundidos o disueltos, porque los iones adquieren movilidad. Son duros (fuerzas atracción entre iones muy intensas que hacen difícil su separación) pero frágiles (al golpearlos quedan enfrentados iones del mismo signo que se repelen) Uniones entre átomos 13 Solubilidad cristales iónicos enagua Las moléculas de agua son polares, es decir, tienen un polo positivo y otro negativo, de modo que se orientan alrededor de los iones y los rodean, venciendo las fuerzas de atracción entre ellos, desmoronando el cristal. Uniones entre átomos 14  Enlace covalente Se establece cuando se combinan átomos de elementos no metálicos. Los átomos comparten electrones en número necesario para alcanzar la configuración electrónica de un gas noble. El enlace covalente puede ser sencillo, doble o triple. Puede darse entre átomos iguales (sustancias simples) o distintos (compuestos). Las sustancias con enlace covalente pueden ser moleculares o cristalinas (sólidos covalentes reticulares). La representación del enlace covalente se realiza mediante diagramas de Lewis, en los que los electrones de valencia se representan mediante puntos o aspas y los enlaces, mediante guiones. Uniones entre átomos 15 Diagramas de Lewis: ejemplos Partiremos del nº de electrones de valencia de cada átomo y veremos cuántos pares de electrones deben compartir para alcanzar el octeto (dueto en caso del H). Uniones entre átomos 16 Excepciones a la regla del octeto La regla tiene muchas excepciones, dándose casos de octeto incompleto (BeCl2, BF3), Octeto expandido (PF5) o incumplimiento en moléculas con nº impar de electrones (NO). Octeto incompleto Octeto expandido nº impar electrones Uniones entre átomos 17 Propiedades de las sustanciasmoleculares A temperatura ambiente pueden ser gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión (fuerzas de atracción entre moléculas son poco intensas) Son malas conductoras del calor y de la corriente eléctrica. Son poco solubles en agua (con excepciones). Ejemplos de sustancias moleculares: oxígeno (O2), Nitrógeno (N2), cloro (Cl2), yodo (I2), dióxido de carbono (CO2), amoniaco (NH3), etanol (C2H6O), agua, metano (CH4), butano (C4H10). Su fórmula representa el número exacto de átomos de cada tipo que lo constituye. Uniones entre átomos 18 Cristales covalentes (Sólidos covalentesreticulares) Son estructuras formadas por átomos no metálicos que forman redes tridimensionales. La unión entre los átomos se debe a la compartición de electrones entre los átomos más próximos. Son sólidos con puntos de fusión muy altos (se requiere mucha energía para romper tantos enlaces covalentes). No son solubles en agua ni en otros disolventes. No conducen la corriente eléctrica (con excepciones) y su dureza es muy elevada (rayarlos implica separar átomos fuertemente unidos). Los dos ejemplos más típicos son el diamante (Carbono) y el cuarzo o sílice (SiO2). En los compuestos, su fórmula indica proporción entre los átomos de cada elemento en el cristal. (BN, SiC, SiO2 …). Uniones entre átomos 19 Cristales covalentes: ejemplos Uniones entre átomos 20 Enlace metálico Los metales tienen tendencia a formar uniones estables entre átomos del mismo elemento. Los metales tiene un número pequeño de electrones en su última capa y por ello tienden a cederlos formando cationes para alcanzar la configuración de gas noble. Cuando los átomos metálicos del mismo elemento se aproximan, se convierten en cationes, que quedan inmersos en una nube formada por los electrones de valencia. La nube de electrones es compartida por todo los cationes, que forman una red cristalina estable. Uniones entre átomos 21 Propiedades de loscristales metálicos Son sólidos cristalinos con un amplio rango de puntos de fusión. (Potasio: 64ºC, Hierro: 1535ºC). No son solubles en agua ni en otros disolventes. Son muy buenos conductores de la corriente eléctrica (por la movilidad de los electrones de valencia). Conducen el calor (los cationes de la red van transmitiendo las vibraciones de un punto a otro del cristal). Son muy densos (redes muy compactas). Tienen un brillo característico. Son dúctiles y maleables (las capas de iones se pueden deslizar sin romper el cristal). Uniones entre átomos 22 Cristales metálicos Uniones entre átomos 23