Enlace Químico. Formulación

1. Los átomos ganan o pierden electrones para adquirir la configuración electrónica de gas noble, con ocho electrones en la última capa (regla del octeto) Al tener distinta carga eléctrica, ambos iones se atraerán eléctricamente Cada ion se rodea de iones de signo contrario y se agrupan formando una red cristalina donde se colocan tan próximos como sea posible geométricamente 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 1 El enlace iónico El enlace iónico se forma entre iones positivos y negativos originados por transferencia de electrones entre átomos metálicos y no metálicos ATRACCIÓN ELÉCTRICA ENTRE LOS IONES FORMACIÓN DE LOS IONES FORMACIÓN DE REDES El número de iones de un signo que rodea al ion de signo contrario se denomina índice de coordinación

2. FORMACIÓN DE LOS IONES Cl +1e– Cl– ATRACCIÓN ELÉCTRICA ENTRE LOS IONES Los iones Na+ y Cl– se atraen eléctricamente: Na+ Cl– FORMACIÓN DE REDES Na – 1e– Na+ 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 2 Un ejemplo del enlace iónico: el cloruro de sodio Un ejemplo de enlace iónico es la formación de cristales de cloruro de sodio (NaCl) Na (Z=11): 1s22s22p63s1; pierde un electrón Cl (Z=17): 1s22s22p63s23p5; gana un electrón En la red cristalina cada ion Na+ se ve rodeado por 6 iones Cl– , y viceversa La fórmula NaCl indica la proporción de iones en la red: un ion Na+ por un ion Cl– La fortaleza de la red cristalina se mide a través de la energía de red, que es la energía necesaria para romper la red

3. Cl– F H2O Na+ 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 3 Propiedades de los sólidos iónicos Son sólidos a temperatura ambiente y tienen puntos de fusión elevados (> 400 ºC) Son bastante duros, cuanto mayor es la energía de red, mayor es la dureza del cristal Son frágiles, ya que al aplicarles una fuerza deformadora, se producen desplazamientos y se aproximan iones de igual signo que se repelen Se disuelven en agua debido a la estructura de la red y a que las moléculas de agua constituyen un dipolo eléctrico que interacciona con los iones de la red hasta separarlos En estado sólido no son buenos conductores de la electricidad ya que los iones ocupan posiciones fijas en la red. Pero en disolución acuosa o fundidos, los iones pueden desplazarse y son buenos conductores

4. LEWIS Y LANGMUIR Cada átomo alcanza la configuración electrónica de gas noble, rodeándose para ello de ocho electrones en su última capa (excepto el hidrógeno, que le basta con dos) 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 4 El enlace covalente El enlace covalente se forma entre átomos que comparten uno o más electrones. Cada par de electrones compartido constituye un enlace Si dos átomos tienen electronegatividad parecida, no habrá intercambio de electrones Los átomos pueden cumplir la regla del octeto sin necesidad de transferir electrones, simplemente compartiendo pares electrónicos

5. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 5 Ejemplos de enlace covalente El enlace covalente se representa mediante diagramas de puntos o de Lewis, donde cada punto representa un electrón Enlace sencillo Cl2 Enlace doble O2 Enlace triple N2

6. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 6 Tipos de sustancias covalentes y propiedades El enlace covalente puede originar sustancias moleculares y cristales covalentes Cristales covalentes Sustancias moleculares Formadas por moléculas unidas entre sí mediante débiles fuerzas de carácter eléctrico Se originan cuando las uniones de átomos por enlace covalente se extienden en las tres direcciones del espacio • A temperatura ambiente la mayoría son gases (O2 o N2) o líquidos (H2O) • Son estructuras cristalinas con gran cantidad de átomos, de enorme estabilidad y fortaleza • También existen sólidos moleculares de bajo punto de fusión como el yodo o el azúcar • Son muy duros, con temperaturas de fusión muy altas • La mayoría de estas sustancias son insolubles en agua y conducen la corriente eléctrica • Son insolubles en casi todos los disolventes y no conducen la corriente eléctrica (cuarzo, diamante, rubí)

7. MODELO DEL GAS ELECTRÓNICO Una nube formada por los e– de valencia cedidos por cada átomo y que pueden desplazarse por la red Una estructura tridimensional de iones positivos que forman la red 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 7 El enlace metálico El enlace metálico se forma debido a la fuerte atracción eléctrica que se establece entre la nube electrónica y los iones positivos que conforman la red Son agrupaciones de un solo tipo de átomos: todos los metales son elementos Todos los átomos de la estructura ceden electrones de la capa de valencia y se convierten en iones positivos, con lo que la red está formada por

8. Catión metálico electrón Presión 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 8 Propiedades de los cristales metálicos Son sólidos a temperatura ambiente salvo el mercurio. Sus temperaturas de fusión son muy variadas (Fe a 1535 ºC y Cs a 28 ºC) Son buenos conductores del calor y de la electricidad debido al movimiento de los electrones por la red Son dúctiles (estirar en hilos) y maleables (se pueden extender en láminas), ya que las capas de iones se pueden deslizar unas sobre otras sin que cambie la disposición interna de la red Forman aleaciones cuando se funden y se mezclan con otros metales (bronce: Cu y Sn; latón: Cu y Zn) Emiten electrones a temperaturas elevadas (efecto termoiónico) y al ser iluminados con luz de determinadas frecuencias (efecto fotoeléctrico)

9. (CH2)n C6H12 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 9 Las fórmulas químicas y su significado Fórmulas empíricas: expresan en qué proporción se encuentran los átomos en la sustancia, pero no siempre se corresponde con composición real de la molécula, ni informa de su geometría Fórmulas moleculares: indican el número total de átomos que componen la molécula y permite describir las agrupaciones de átomos (moléculas). Dan su composición real, pero no describen su estructura Fórmulas semidesarrolladas y desarrolladas: describen la estructura de la molécula, aunque no siempre dan idea de la geometría. Se emplean generalmente en los compuestos de carbono Modelos: son disposiciones espaciales de los átomos que forman las moléculas, configuradas por bolas (que representan los átomos) y varillas (que representan los enlaces). También existen modelos de cristales que representan la estructura que se repite en los mismos (celda unidad)

10. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 10 Formulación y nomenclatura de compuestos binarios (I) HIDRUROS DE LOS METALES Compuestos iónicos formados por hidrógeno (con valencia –1) y un metal (con una o varias valencias positivas) Fórmula Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock BaH2 Dihidruro de bario Hidruro de bario KH Hidruro de potasio Hidruro de potasio CoH2 Dihidruro de cobalto Hidruro de cobalto (II) FeH3 Trihidruro de hierro Hidruro de hierro (III) MnH4 Tetrahidruro de manganeso Hidruro de manganeso (IV)

11. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 11 Formulación y nomenclatura de compuestos binarios (II) ÓXIDOS DE LOS METALES Compuestos iónicos formados por oxígeno (con valencia –2) y un metal (con una o varias valencias positivas) Fórmula Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock Li2O Óxido de dilitio Óxido de litio SrO Óxido de estroncio Óxido de estroncio MnO2 Dióxido de manganeso Óxido de manganeso (IV) Al2O3 Trióxido de dialuminio Óxido de aluminio Fe2O3 Trióxido de dihierro Óxido de hierro (III)

12. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 12 Formulación y nomenclatura de compuestos binarios (III) SALES BINARIAS Compuestos iónicos formados por un metal (con sus valencias positivas) y un nometal (con su valencia negativa) Fórmula Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock BaBr2 Dibromuro de bario Bromuro de bario CuCl2 Dicloruro de cobre Cloruro de cobre (II) AgCl Cloruro de plata Cloruro de plata AlF3 Trifluoruro de aluminio Fluoruro de aluminio Na2S Sulfuro de disodio Sulfuro de sodio

13. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 13 Formulación y nomenclatura de compuestos binarios (IV) HIDRUROS NO METÁLICOS Compuestos covalentes en los que cada átomo de hidrógeno comparte un electrón y el átomo de no metal comparte un número variable de electronessegún su grupo Los del grupo 14 comparten 4 electrones CH4 SiH4 Los del grupo 15 comparten 3 electrones NH3 PH3 H2O H2S Los del grupo 16 comparten 2 electrones Los del grupo 17 comparten 1 electrón HF HCl Las combinaciones de H con F, Cl, Br, I, S, Se y Te, se consideran haluros de hidrógeno (se hace terminar en –uro el nombre del no metal) HF: Fluoruro de hidrógeno HCl: Cloruro de hidrógeno H2S: Sulfuro de hidrógeno En los hidruros de los grupos 14, 15 y 16 se utiliza el nombre tradicional H2O: Agua NH3: Amoniaco CH4: Metano Las combinaciones con H de los grupos 16 y 17 reciben el nombre de hidrácidos porque adquieren carácter ácido cuando se encuentran en disolución acuosa (ácido no metal-hídrico) HF: Ácido fluorhídrico HCl: Ácido clorhídrico H2S: Ácido sulfhídrico

14. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 14 Formulación y nomenclatura de compuestos binarios (V) ÓXIDOS NO METÁLICOS El oxígeno actúa con valencia covalente 2 (se escribe a la derecha) y el no metal lo hace con sus posibles valencias covalentes (se escribe a la izquierda) Grupo Fórmula Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock CO Monóxido de carbono Óxido de carbono (II) 14 CO2 Dióxido de carbono Óxido de carbono (IV) N2O3 Trióxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (III) 15 N2O5 Pentóxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (V) SO Monóxido de azufre Óxido de azufre (II) 16 SO2 Dióxido de azufre Óxido de azufre (IV) SO3 Trióxido de azufre Óxido de azufre (VI) Cl2O Monóxido de dicloro Óxido de cloro (I) Cl2O3 Trióxido de dicloro Óxido de cloro (III) 17 Cl2O5 Pentóxido de dicloro Óxido de cloro (V) Cl2O7 Heptóxido de dicloro Óxido de cloro (VII)

15. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 15 Formulación y nomenclatura de compuestos ternarios (I) OXOÁCIDOS Compuestos covalentes que contienen hidrógeno (valencia covalente 1), oxígeno (valencia covalente 2), y un no metal (posibles valencias covalentes) Nomenclatura sistemática Se ponen prefijos para indicar el número de átomos, escribiendo la valencia del no metal Se emplean prefijos (hipo- y per-) y sufijos (–oso e –ico) para indicar, de menor a mayor, las valencias del no metal Nomenclatura tradicional Nomenclatura tradicional Nomenclatura sistemática Fórmula Valencia HClO 1 Ácido hipocloroso Monoxoclorato (I) de hidrógeno Dioxoclorato (III) de hidrógeno HClO2 3 Ácido cloroso Trioxoclorato (V) de hidrógeno HClO3 5 Ácido clórico Ácido perclórico Tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno HClO4 7

16. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 16 Formulación y nomenclatura de compuestos ternarios (II) HIDRÓXIDOS Formados por un ion metálico y el ion OH– (donde los átomos de hidrógeno y oxígeno están unidos por un enlace covalente) Fórmula Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock Hidróxido de sodio NaOH Hidróxido de sodio Ca(OH)2 Hidróxido de calcio Hidróxido de calcio Trihidróxido de hierro Hidróxido de hierro (III) Fe(OH)3 Hidróxido de aluminio Hidróxido de aluminio Al(OH)3 Dihidróxido de níquel Hidróxido de níquel (II) Ni(OH)2

17. 2 Enlace Químico. Formulación Física y Química 4.º ESO 17 Formulación y nomenclatura de compuestos ternarios (III) OXISALES Compuestos que se forman al sustituir el hidrógeno de los ácidos por metales. Dos fases • Pérdida del hidrógeno y formación del anión a partir del ácido correspondiente Para nombrar el ion se cambia la terminación del ácido: -oso por –ito e –ico por –ato Nomenclatura tradicional Nomenclatura tradicional Fórmula Ion resultante HClO2 Ácido cloroso (ClO2)– Ion clorito H2SO4 Ácido sulfúrico (SO4)2– Ion sulfato H2CO3 Ácido carbónico (CO3)2– Ion carbonato • Unión del anión con el ion positivo o catión metálico (Zn2+; Cu2+; Ca2+) Fórmula Nomenclatura tradicional Nomenclatura sistemática Zn(ClO2)2 Trioxoclorito (III) de cinc Clorito de cinc CuSO4 Sulfato de cobre (II) Tetraoxosulfato (VI) de cobre (II) CaCO3 Carbonato de calcio Trioxocarbonato (IV) de calcio