Bien, buenas tardes. Empezamos esta segunda sesión de la asignatura de
Química del Genero. Hoy vamos a trabajar en la C Químico. Mirad, estas
dos primeras sesiones, estos dos primeros temas son los más teóricos de
toda la asignatura y en algunos casos, pues también es verdad, hay que
decirlo, que han puesto alguna pregunta de teoría como tema a desarrollar.
No sé si lo habéis mirado un poquito, ahora os he subido un archivo que
después abriré, donde por ejemplo el tema de propiedades químicas que
vimos el otro día, por ejemplo el enlace metálico teoría de bandas, que
hoy lo comentaremos al final, han sido temas que han salido en exámenes. Y
también cuestiones relacionadas con lo que estamos viendo o lo que vimos
el otro día, de configuraciones electrónicas de tamaños de iones, de
ordenación de energía de inflación, actividad electrónica,
electronegatividad, otras cuestiones del enlace químico que vamos a ver
ahora también. ¿De acuerdo? Os he preparado también un archivo al
respecto. Venga, entonces, estamos pues en una parte bastante, diríamos,
con un cariz bastante teórico, pero que es importante para también
después entender, pues bueno, también la formulación, la repaseta,
etcétera, etcétera, etcétera, etcétera, etcétera, etcétera,
etcétera. Bueno, el enlace químico. Lo primero que tenemos que recordar
un poco es que ¿por qué se forma un compuesto químico? Un compuesto
químico se forma porque la energía del compuesto que se forma es menor
cada de los átomos por separado. Es decir, hay un aproximamiento de
átomos para dar lugar a un compuesto químico y da lugar a un compuesto
químico porque se produce un mínimo de energía. Es más estable el
compuesto que los átomos por separado. ¿Y cómo tiene lugar esa
formación de ese compuesto? Pues puede tener lugar de dos maneras,
esencialmente. Una, por transferencia de electrones. De un elemento a otro.
O por compartición de electrones entre dos elementos. ¿De acuerdo? Esto,
digamos, es importante que lo tengamos claro. Aquí tenéis una curva de
estabilidad, ¿no? A la derecha veríamos los átomos alejados de una
energía determinada. A medida que se van aproximando vemos que alcanza un
mínimo. A ese mínimo de energía se le llama energía de enlace. Y la
distancia de ese mínimo se le llama distancia de enlace. ¿Vale? Entonces,
esta curva es el resultado de dos tipos de fuerzas. Una es de atracción y
otra es de repulsión. Si aproximásemos más los núcleos atómicos
vencerían las fuerzas de repulsión y se produciría un fenómeno de
desestabilización de la molécula. Y se llegaría a romper la molécula.
Bueno, la detonatividad condiciona sin duda de manera muy significativa el
tipo de enlace de los compuestos. A veces nos pueden pedir qué tipo de
enlace tiene un compuesto o que nosotros lo identifiquemos para saber cómo
es su estructura, cuáles van a ser sus propiedades físicas. Vamos a ver,
si nosotros juntamos átomos de detonatividad muy diferente, como pueden
ser metales y no metales. Ya sabéis que los metales son muy poco
electronegativos y los no metales son muy electronegativos, ¿no? Entonces
hay una transferencia de electrones del elemento más electropositivo al
más electronegativo formándose los iones correspondientes y por lo tanto
dando lugar a un cation y a un anión. Y da lugar todo ello a la formación
de un enlace iónico. Sin embargo, cuando se combinan átomos, átomos de
electronatividad muy similar e incluso idéntica, entonces tendremos el
enlace covalente. ¿Vale? Enlace covalente. Y por último, en el caso de
tener dos átomos que tengan muy poca tendencia a atraer electrones, como
son los metales, un elemento metálico como tal, lo que hacen esos
elementos es desprender sus electrones de valencia y forman una estructura
de cationes, lo veremos, un mar de electrones y la teoría de bandas dando
lugar al enlace metálico. Voy a insistir de que los electrones que
intervienen en el enlace químico son los electrones de valencia, los
electrones de la última capa. ¿Vale? Aquí tenemos un orden de nuestras
actividades y para representar el enlace pues podemos utilizar la teoría
de Lewis. La teoría de Lewis que lo que hace es representar con puntos o
con cruces los electrones del elemento, los electrones de la última capa,
los electrones de valencia del elemento. Fijaos aquí en esta imagen como
los elementos del grupo 1 hidrógeno, litio, sudo y potasio tienen un
electrón en la última capa y supongo que Lewis iría con un puntito. En
el grupo 2 salían dos y así sucesivamente trece, catorce, quince,
dieciséis, diecisiete son tres, cuatro, cinco, seis y siete. Estos serían
los electrones que tienen en la última capa, en la última capa cada uno
de estos elementos. Entonces, todos estos elementos que veis aquí cuando
se combinan lo hacen de manera que tienen a tener su última capa completa
es decir, tienen a estar rodeados de ocho electrones porque los gases
nobles, fijaos, neón, argón, quito, sién o morado están rodeados de
ocho electrones excepto el helio. Pues el helio solo es de dos y por lo
tanto el hidrógeno también solo tendrá tendencia a estar rodeado de dos
igual que el litio y el beridio. El beridio ya lo veremos después que es
una excepción. También es cierto que esta fórmula de Lewis nos va a
permitir un poco justificar el enlace pero en ningún caso la geometría va
a venir determinada por la teoría de hibridación o la teoría de
repulsión de pares de electrones que veremos después. Entonces, decimos
que cuando se unen átomos puede haber una transferencia de electrones
¿no? El enlace es heliónico y no tiene lugar entre metales y no metales.
Puede haber una compartición de electrones pues hablamos del enlace
covalente es la unión entre no metales y no metales y una liberación de
electrones ¿no? el enlace metálico metal es consigo mismo átomos de un
mismo metal. Tenemos estas tres ideas bien claras nosotros tenemos que ser
capaces de discernir cuando tenemos un enlace iónico y covalente el
metálico es más fácil tengo litio, sodio o potasio alguien puede pensar,
yo tengo un trozo de litio ¿qué enlace tiene? Metálico tengo un trozo de
cobre tengo un oro enlace metálico se combina con sí mismo Bien, enlace
iónico aquí tenéis un esquema muy sencillo donde, por ejemplo un
electrón en la última capa transfiere un electrón al cloro se forma el
ión sodio y el ión cloruro ¿vale? esto es un enlace iónico una
transferencia de electrones del elemento más electropositivo al más
electronegativo tomándose un ión positivo y un ión negativo y siempre
tiene lugar entre un metal y un no metal fijémonos como en esta
transferencia de electrones el sodio está rodeado de 8 electrones y el
cloro también ¿de acuerdo? Ahora bien, energéticamente ¿cómo es
posible? que tenga lugar este proceso fijaos mirad, es que la energía de
atomización del sodio son casi 500 kilojulios y el cloro cuando gane un
electrón desprende sólo unos 350 nos damos cuenta que el balance
energético es desfavorable que para que se forme el cloro de sodio
tendríamos que aportar 147 kilojulios ¿y esto cómo es posible? que se
forme espontáneamente el cloro de sodio y no tengamos ni sodio ni cloro
normalmente eso no existe, no está en la naturaleza suelta sino que cuando
está el sodio con el cloro forma crudo sódico ¿por qué? porque hay otro
factor que tenemos que tener en cuenta en la formación de los compuestos
iónicos que es la energía de red, la energía reticular y esa energía
reticular es la energía que se desprende cuando los iones en estado
gaseoso cuando los iones en estado gaseoso pasan a formar parte de una red
cristalina tridimensional pasan a formar parte de una red cristalina
tridimensional ¿vale? la energía de red es la energía que se desprende
bueno, es lo que acabo de decir ahora entonces esta energía reticular es
la responsable para que el balance por lo que el balance energético el
balance energético de formación del compuesto iónico sea favorable sea
un proceso que se libera energía y se forme el compuesto iónico de una
manera energéticamente favorable ¿de acuerdo? es importante esto bueno
¿cómo podemos justificar hacer un balance energético igual? ya es como
curiosidad aquí tienes el proceso de formación del cloro de sodio el
sodio si queríamos ver todos los balances todas las energías que habría
que ir ganando o perdiendo pues fijaos, el sodio sólido para que dé lugar
con el cloro gas al cloro de sodio es un proceso exotérmico fijaos, si
liberan 411 kJ energéticamente ¿qué es lo que pasa aquí? ¿cómo
podemos hacer este balance? ¿cómo se puede ver este balance energético?
pues mira, el sodio lo primero que habría que hacer es sublimarlo, pasado
al gas porque la energía de tridimensional se define como la energía que
se precisa para ionizar el átomo en estado gaseoso ¿vale? después aquí
¿qué tenemos? disociar disociar media molécula de cloro ¿correcto? y
por eso ponemos un medio de la energía de disociación y después la
afinidad electrónica que es la energía que se desprende y por último esa
energía reticular que se libera cuando pasa a formar parte de la red si os
dais cuenta términos negativos sólo tenemos dos pero lo que hace en
definitiva que sea un balance energético favorable es la energía
reticular ¿no? que compensa los otros valores positivos y también ayuda a
la afinidad electrónica ¿eh? bueno ¿cómo es la estructura de los
compuestos iónicos? pueden formar redes cristalinas tridimensionales son
redes cristalinas tridimensionales ¿no? que puede ser cúbica centrada en
el cuerpo en las caras tetraédricas como veis aquí etcétera ¿y de qué
depende? eso es lo importante ¿de qué depende una estructura u otra?
depende del tamaño de los iones aquí tenemos que pensar que en los
compuestos iónicos hay una celda fundamental que se va repitiendo
periódicamente una estructura cristalina que se va repitiendo ¿eh?
entonces ¿de qué depende que un ión positivo se rodee de mayor o menor
número de iones negativos y viceversa? pues depende del tamaño relativo
de los iones y de la carga porque claro, en el cloruro de cesio como tiene
carga más uno y menos uno tiene que haber el mismo número de iones
positivos que de negativos pero en el cloruro de calcio la florita fijaos
que necesita dos iones fluoruro por cada ión calcio ¿por qué? pues
porque el ión calcio es Ca2+, y el ión fluoruro es C- dos de C- ¿vale?
entonces necesito el doble de ión fluoruro que de ión calcio ¿de
acuerdo? ya vimos el otro día un poco qué pasaba con el tamaño de los
iones el tamaño del ión positivo siempre era más pequeño que el átomo
neutro el tamaño del ión negativo siempre era más grande que el átomo
neutro correspondiente y a medida que perdíamos más carga más
electrones, perdón perdíamos más carga positiva el tamaño era más
pequeño a medida que ganaba más electrones un átomo, el tamaño era más
grande ¿no? estamos resumiendo un poquito aquellas ideas bueno, pues aquí
está la estabilidad viene determinada por la carga iónica a mayor carga,
mayor estabilidad a menor distancia entre los iones mayor estabilidad
también ¿vale? esto es importante ¿eh? mayor carácter iónico será
más estable cuanto mayor sea la carga de los iones y cuanto menor sea el
tamaño de los iones también si queremos comparar distintos compostos
iónicos ¿vale? hay otra cuestión importante ya hemos dicho que los iones
dentro de la red tienen una estructura tridimensional una celda que se va
repitiendo pero no existen moléculas propiamente dichas en los compostos
iónicos nosotros escribimos la fórmula del composto iónico un hidruro si
es un composto iónico ojo la fórmula me está representando la relación
en la cual se encuentran los iones en la red cristalina pero no la
presencia de esas moléculas esas moléculas no existen como tales ¿de
acuerdo? propiedades de los compostos iónicos pues son sólidos
cristalinos a temperatura ambiente tienen puntos de fusión y erudición
bastante elevados ¿vale? son duros ¿no? son frágiles ¿duros qué es? la
dificultad de ser rayados y la fragilidad es que en un golpe podemos romper
la estructura cristalina y se rompe ¿no? fácilmente la mayoría de ellos
van a ser solubles en disolventes polares como el agua ¿por qué? porque
lo que hace el agua es como es polar hace solvatar los iones rompe la
estructura sólida cristalina y hace que estos iones pasan a formar parte
de la disolución cada ion rodeado por moléculas de agua con la polaridad
adecuada ¿eh? después otra propiedad muy importante es que en estado
sólido no conducen la electricidad sin embargo fundidos o disueltos en
agua sí es importante es una característica de los compostos iónicos
nosotros tenemos un cristal de crudo de sodio ¿no? miramos si hay un paso
de corriente eléctrica no va a circular la corriente eléctrica pero si
tenemos crudo de sodio fundido ¿no? o disuelto en agua y ponemos aquí por
ejemplo esta pila y dos electrodos vamos a comprobar que circula la
corriente eléctrica en un amperímetro por ejemplo bien vamos a dejar ya
el enlace iónico está claro que a ver de qué depende el que un enlace
sea más o menos iónico el elemento más eléctrico negativo está claro
que el elemento más eléctrico negativo es el flúor y el más eléctrico
positivo pues es el francio ¿no? pues el flúor de francio o el flúor de
cesio va a tener un gran carácter iónico pero después nos podemos
encontrar situaciones en que la diferencia de eléctrico negativo entre
metal y no metal no sea tan grande, sea más pequeña entonces se puede
hablar de porcentaje de carácter iónico ¿no? claro no vamos a llegar a
esos puntos porque tampoco pensad que el concepto del enlace covalente que
vamos a empezar ahora vamos a considerarlo exclusivamente cuando tenemos
combinación de no metal con no metal ¿vale? que es cuando tenemos
electronegatividades parecidas claro alguien me puede decir oiga yo si
combino con un no metal con no metal tener electronegatividad no es la
misma no es la misma pues similar la diferencia de electronegatividad pues
es relativamente pequeña eso me va a producir que tenga un enlace
covalente polar un enlace covalente polar pero bueno no será un enlace
iónico porque no va a haber una transferencia de electrones sino que ese
par de electrones que se comparte estará más cerca de un átomo que de
otro ahora lo veremos entonces aquí ya hemos dicho lo que es el enlace
covalente ¿cuándo tendremos un enlace covalente apolar? pues cuando los
dos átomos tengan la misma electronegatividad cuando los dos átomos
tengan la misma electronegatividad estaríamos hablando por ejemplo de
hidrógeno del cloro del oxígeno del nitrógeno del flúor etcétera estas
son moléculas con enlace covalente apolar ¿vale? y enlace covalente polar
pues poner algunas muy sencillas el cloruro de hidrógeno el monóxido de
oxígeno ¿no? pensemos en moléculas muy sencillitas pero bueno el SO2
etcétera ¿no? siempre entre no metales ¿vale? entonces aquí ya os dije
que bueno el enlace covalente apolar es un enlace que tiene un cierto
carácter iónico pero bueno aquí ya veis aquí un poco de referencia
según la diferencia de electronegatividad pero no vamos a cuantificarlo
tampoco os entra a vosotros eso sí que hay que tener claro que cuando
hablamos de enlace covalente hablamos de dos tipos de sustancias covalentes
esto es importante los covalentes moleculares y los sólidos covalentes
importante diferenciarlos porque tienen propiedades diferentes propiedades
físicas diferentes de manera significativa sí que es cierto que la
mayoría de los compuestos covalentes son moleculares ¿no? son la mayoría
de ellos todas las que he puesto anteriormente son componentes moleculares
para poner moléculas más grandes la glucosa que saldrá del tema de
disoluciones seguramente es un sólido covalente molecular sin embargo
después existen otros compuestos que se llaman sólidos covalentes bueno
depende del libro le podemos llamar también covalentes atómicos bueno
sólidos covalentes ojo son sustancias formadas por muchos átomos unidos
por enlaces covalentes no existen moléculas sino redes cristalinas por
ejemplo aquí lo tenéis hay pocos ejemplos que considerar pero el diamante
que tiene una estructura tridimensional cada carbono de diamante lo veremos
después forma un tetraedro entonces tenemos una red tridimensional de
tetraedros el grafito es una fórmula eutrópica del carbono también este
es diferente tenemos hexágonos planos paralelos de hexágonos abajo otros
hexágonos y unas interacciones entre los dos planos una estructura muy
singular la sílice es una estructura la sílice es el SiO2 ves que tiene
una estructura muy compacta la arena eso no reacciona vamos es muy difícil
que reaccione la sílice el SiO2 como tal requiere condiciones muy
energéticas esto después se utiliza para fabricar vidrios, etc. como
sabéis la sílice también tiene una estructura tridimensional
tetraédrica como el diamante hay más pero así como el otro hay millones
de moléculas covalentes sonidos covalentes estos serían los tres más
relevantes ¿cómo aplicamos la teoría de Lewis para el enlace covalente?
aquí fijaos por ejemplo para el caso de la molécula del flúor el flúor
pertenece al grupo 7 o en el grupo 17 tiene siete electrones en la última
capa su configuración electrónica es del tipo ns2, np5 y lo que hacemos
es que el flúor lo que hace es ¿cuántos electrones le falta hasta tener
ocho? pues resulta que el flúor si tiene siete le faltará uno luego
¿cuántos va a compartir? compartirá un electrón con otro átomo de
flúor ¿para qué? para formar la molécula de flúor esta molécula de
flúor por lo tanto estará formada por la compartición de un par de
electrones un par de electrones que estará compartido cada uno de ellos
inicialmente proviene de un átomo de flúor pero al final cuando estos dos
electrones son compartidos pertenecen al conjunto de la molécula ¿de
acuerdo? entonces diremos que este par de electrones que se comparten, que
tenéis aquí en el dibujo ya no pertenece uno al átomo de la derecha o al
átomo de la izquierda y entonces decimos que cada átomo de flúor está
rodeado de ocho electrones ¿de acuerdo? ¿y cómo representamos la
molécula F2? ¿y cómo estaríamos diciendo? pues que hay un enlace
sencillo pero también nos tenemos que fijar que tenemos pares de
electrones no enlazantes pares de electrones no enlazantes ¿no? estos los
representamos con un segmento que podría haber representado aquí también
¿no? o habitualmente esto es cuando queremos representar la jungla de
Lewis ¿no? los dos puntitos se pueden sustituir por un segmento cada
rayita es un par de electrones así como tenemos un par de electrones
compartidos vemos que cada átomo de flúor tiene tres pares de electrones
sin compartir o que se llaman no enlazantes más ejemplos aquí tenéis la
molécula de hidrógeno sencilla, el oxígeno bueno, el oxígeno tiene en
la última etapa seis electrones ¿cuánto le falta a nuestro átomo? dos
luego compartirá dos electrones tenéis aquí la fórmula de Lewis y por
eso el oxígeno tiene un doble enlace un doble enlace porque de esta manera
cumple la regla del octeto cada átomo de oxígeno está rodeado de ocho
electrones ¿vale? si queremos poner los pares de electrones los indicamos
¿y el nitrógeno? es algo similar el nitrógeno tiene cinco electrones en
la última etapa cuando forma la molécula de nitrógeno ¿cuánto le falta
a esta ocho? tres luego compartirá tres electrones tendrá un triple
enlace ¿vale? y ahí tenéis los tres ejemplos del enlace covalente que
sería apolar porque sería formado por átomos no de un mismo elemento si
vamos con el siguiente ejemplo moléculas covalentes heteronucleares las
moléculas covalentes heteronucleares son el cloro de hidrógeno fijaos
como el hidrógeno al combinarse es la excepción solo se rodea de dos
electrones mientras que el cloro de ocho ¿vale? y tenéis aquí el
oxígeno, hidrógeno estaría rodeado de estaría rodeado el oxígeno de
ocho electrones y cada hidrógeno de dos cada hidrógeno de dos fijaos
también en el amoníaco muy importante ¿por qué la fórmula del
amoníaco es NH3? porque es que el nitrógeno tiene cinco electrones se
puede combinar hasta con tres hidrógenos y le interesa combinarse con tres
hidrógenos porque así de esta manera está rodeado de ocho que tenemos el
NH3 el metano el metano este covalente, tiene cuatro electrones le interesa
combinarse con cuatro hidrógenos para formar el metano que es CH4 hay que
saber que la presencia de dobles oxígenos en estos tipos de enlaces hace
que la molécula sea más estable que la unión entre átomos sea más
fuerte que la distancia de enlace sea menor que la energía de enlace sea
mayor que la molécula sea más estable que si se necesita una energía de
disociación será mayor romper una molécula de nitrógeno que una
molécula de hidrógeno hay un tipo de enlace y otro es un enlace sencillo
el oxígeno intermedio un enlace doble bueno aquí hay una serie de reglas
para establecer la fórmula de Lewis aunque realmente lo que vosotros
entras se puede hacer de una manera muy intuitiva otra molécula muy
interesante es la molécula de CO2 evidentemente podemos seguir un poquito
las reglas que hay aquí podéis ver me ha aparecido una página rara bien
a ver perdona, bueno estábamos aquí con el CO2 disculpad bueno, el CO2 el
carbono que tiene 4 y el oxígeno tiene 6 pues ya os imagináis qué es lo
que tiene que suceder al carbono le interesa al carbono le interesa estar
rodeado de 8 y el oxígeno está rodeado de 8 entonces cada oxígeno
comparte 2 y el carbono y cada carbono estaría digamos rodeado en total de
8 porque comparte 2 y 2, 4 de acuerdo aquí tenéis más ejemplos el caso
del sulfúrico bueno aquí como está escrito aquí, el sulfúrico aquí
todavía no hemos hablado de enlaces nativos vamos a dejar el sulfúrico si
queréis ahora también os quiero decir lo siguiente que no todos los
elementos cumplen la regla del octeto por ejemplo, todos los compuestos de
boro están rodeados de 6 electrones los compuestos del del berilio de 4,
es decir por ejemplo, el berilio siempre forma compuestos de este tipo
berilio, por ejemplo, HH ¿de cuántos electrones está rodeado? de 4 el
boro, fijaos que está rodeado de 6, siempre es así los podemos encontrar
con el fósforo que está rodeado de 10 del azufre que puede estar rodeado
de 12 ¿qué constan? pues moléculas de nitrógeno con número impar
etcétera, ahora aquí en el caso de para explicar un poquito la molécula
del sulfúrico que no me gusta como está aquí pero la voy a contar un
poquito lo que pasa es que el azufre tiene 6 ¿vale? de acuerdo entonces se
uniría un oxígeno y un hidrógeno eso sería esta parte de aquí pero
fijaos que de esta manera ya estaría rodeado ¿de cuánto? estaría
rodeado ya de los 8 electrones entonces, ¿qué es lo que hace el azufre?
que no está bien representada aquí lo que hace es realizar un enlace
datativo en que los 2 electrones aportan los 2 electrones al enlace
colorectal del oxígeno y aquí aportan los 2 electrones al enlace de
manera que sigue cumpliendo la regla del octeto el azufre y la molécula lo
suyo sería representarla de esta manera, con una flechita para arriba otra
flechita del otro y más o menos así bueno, de todas formas os lo comento
esto también un poquito como curiosidad ¿no? bien, bueno aquí tenéis
realmente aquí es donde introducimos un poquito el enlace covalente dativo
lo que os he explicado antes con el sulfúrico esto es el amoníaco, NH3
¿cómo puede dar lugar a la formación del ión amonio? pues mirad, es que
estos 2 electrones estos 2 electrones ¿no? los aporta el nitrógeno para
unirse con el protón y tenemos un enlace dativo y se formaría el ión
amonio ahora marco esto, es importante el enlace es entenderlo porque
cuando veamos el tema del ácido base va a aparecer el ión hidróneo,
aparecerá el ión amonio y a veces no sabemos muy bien ¿qué es esto?
¿cómo se forman estas estructuras? simplemente para que no nos venga es
decir, ¿y cómo es la estructura del ión hidróneo? pues no, es que eso
viene del agua, de la molécula de agua ¿no? donde resulta que un par de
electrones del oxígeno ¿no? un par de electrones del oxígeno se unen
¿no? un par de electrones del oxígeno se unen con el protón se unen con
con con el protón para dar un enlace covalente dativo para dar un enlace
covalente dativo e igual aquí este par de electrones del nitrógeno se
unen con el protón para dar un enlace covalente dativo donde los dos
electrones los aporta el mismo átomo veis la flechita, aquí sí que está
indicada ¿vale? e igual lo podríamos indicar con el ión amonio bueno,
las resonancias esto puede ser interesante aunque después aparecerá más
en química orgánica bueno a veces un compuesto químico se puede
representar con más de una estructura de Lewis entonces se llama híbrido
de resonancia a las distintas mezclas de estructuras ¿no? que puede
presentar pues un compuesto determinado mira, ahora por ejemplo tenemos
aquí la molécula de SO3 voy a fijar sólo en la molécula de SO3 donde
aquí lo que tenemos es un enlace doble y aquí tenemos enlaces dativos
¿vale? y enlaces dativos nos damos cuenta que de entrada alguien me puede
decir bueno, ¿y cuál es de las tres estructuras la correcta? mira, es que
no hay nada que me diga que el átomo que tenga que tener el doble enlace
sea el oxígeno de la izquierda o el de abajo o el de la derecha ¿vale?
entonces ¿qué hacemos? pues representamos todas las posibles y se dice
que estas son las formas resonantes formas resonantes del SO3 entonces el
híbrido de resonancia ¿cómo se representaría el híbrido de resonancia?
el híbrido de resonancia claro se representaría de esta manera ¿no?
donde con esta línea de puntos estaríamos indicando que en realidad esos
dobles enlaces que veis aquí estos dobles enlaces que veis aquí ¿no?
estarían repartidos entre los tres átomos es que si se hace un estudio de
difracción de rayos X estas distancias de enlace son equivalentes por ello
tiene que haber esta estructura equivalente, pero bueno el benceno, tenemos
las estructuras de Geoulet, aquí tenéis las dos más conocidas ¿no?
porque resulta que las distancias de enlace de todos los átomos son
idénticos con estas dos ya nos podemos dar cuenta que si solo consideramos
estas dos que las distancias de enlace de los seis carbonos tienen que ser
la misma porque cualquiera de las dos fórmulas son equivalentes ¿vale? y
de hecho esto ocurre después cuando se determina experimentalmente bueno,
para justificar la geometría de las moléculas la teoría de Lewis no nos
sirve tenemos que introducir la teoría de recursión de pares de
electrones de la capa de valencia bueno, ¿y en qué se basa esto? la
teoría de recursión de pares de electrones de la capa de valencia esta
TRPCV simplemente daos la idea de que lo que se hace es que los átomos
cuando se combinan lo hacen de manera que tengan la menor repulsión
electrónica entre ellos menor repulsión electrónica entre ellos quiere
decir menor repulsión electrónica entre las nubes electrónicas entonces
hay una serie de reglas ¿no? que nosotros vamos a considerar para estudiar
esto ¿vale? por ejemplo cuando tenemos una molécula tipo metano la
estructura que produce una menor repulsión es una estructura tetraédrica
cuando tenemos una molécula tipo triduro de boro, BH3 ¿no? la estructura
que representa menos repulsión es una molécula plana triangular con
ángulos de enlace de 120 grados y en el caso del berilio, BH2 la
estructura que nos representa la estructura que nos representa mayor
estabilidad es una molécula lineal una molécula lineal una molécula
lineal con ángulos de enlace de 180 grados con ángulos de enlace de 180
grados bueno, pues aquí tenéis un cuadro general cuando tenemos una
molécula tipo AB2, tipo del berilio ojo, que no hay pares de electrones
sueltos, eh AB2, pues es una molécula lineal AB3, plana triangular AB4,
pues... tetaédrica, y hasta aquí bueno, los otros ya son muy poco
frecuentes lo de pirámide trigonal y esta octoédrica pero estos serían
los tres ejemplos eh, AB2 lineal octo triangular y otro tetaédrica, esto
nos va a servir después para justificar moléculas o para entender poco si
desarrollamos después el tema de química orgánica en su momento y ver
los enlaces y justificar por qué la molécula de metano es tetaédrica y
por qué los hidrocarburos y por qué los compostos con dobles enlaces son
planos, triangulares y que sienten isomería hay que entender la geometría
de alguna manera aunque después también veremos la hibridación y el
triple enlace son moléculas lineales, eso lo veremos después bueno ¿qué
pasa cuando tenemos un par de electrones? en moléculas aquí tenéis un
ejemplo de tipo en que el nitrógeno se une con tres átomos de hidrógeno
y le queda un par de electrones en este caso la estructura es una
estructura piramidal es una estructura piramidal porque arriba no hay
ningún átomo que hace que se cierre un poco esa pirámide debido a la
repulsión de ese par de electrones en el caso de la molécula de agua es
una molécula angular porque hay dos pares de electrones aquí lo tenéis
estos dos pares de electrones que hacen que se cierre y los ángulos sean
siempre menores de 109 grados pero menores todavía que en el caso del
amoníaco que son 106 ahora son 104 entonces cuando tenemos moléculas tipo
AB2E como puede ser la molécula de CO2 pues es una molécula angular AB2E2
¿qué quiere decir E? E es el número de pares de electrones pues es el
caso del agua claro, esto puede resultar un poco para entenderlo porque es
que hace mucho daño a la vista dibujar la molécula de agua lineal
ejecutarla angular ¿el origen de dónde viene? viene de que
geométricamente para que la repulsión de las nubes electrónicas sea
menor tiene que tener esta estructura angular y todos los hidrulos del
mismo grupo del oxígeno tienen la misma estructura lo digo porque a veces
dices que cada molécula tiene una estructura diferente no, si nos fijamos
en todos los compuestos de la misma familia del mismo grupo, nos vamos a
encontrar con las mismas similitudes así tenemos el amoníaco el amoníaco
es una molécula piramidal hemos dicho antes veis que aquí hay un par de
electrones arriba pero todos los hidrulos de la familia lo estáis saliendo
fuera NH3 pH3 ASH3 pH3 SbH3 todos estos tienen una estructura piramidal y
enlace covalente polar ¿cuándo tenemos el enlace covalente polar? pues
cuando tenemos átomos de distinta electronegatividad cuanto mayor sea la
diferencia de electronegatividad mayor será la polaridad siempre el
elemento más negativo va a tener una carga negativa una cierta carga
negativa y el elemento menos electronegativo que en este caso es el
hidrógeno tendrá una carga residual positiva ¿de acuerdo? bueno,
entonces después claro, si tenemos moléculas formado por varios átomos
cuando sólo hay dos átomos es muy fácil ver si es polar o no es polar si
son idénticos a polar si son diferentes será polar ahora bien, por
ejemplo aquí tenemos por ejemplo la molécula de CO2 esta molécula ya os
pone aquí que es apolar ¿por qué es apolar la molécula de CO2? pues
simplemente porque el oxígeno es electronegativo el carbono
electropositivo ¿y qué ocurre? que hay un momento dipolar hacia la carga
negativa ay, perdona otra hacia aquí no dos momentos dipolares hacia la
izquierda que hacen que el momento dipolar total sea cero y que se anule y
hace que la molécula sea apolar la simetría de las moléculas pueden
hacer que enlaces covalentes polar nos generen moléculas apolares como la
molécula del CO2 otro ejemplo es el caso del belirio aquí también
tendremos una molécula apolar porque los dos momentos dipolares se
conforman se cancelan entre ellos y también en el caso del bolo siempre y
cuando sean átomos idénticos los tres aquí igualmente ¿por qué? porque
tenemos tres momentos dipolares que forman 120 grados y la suma de tres
vectores iguales que forman 120 grados pues también es cero igual pasa con
el metano el metano es una molécula tetraédrica que es apolar por
simetría la suma de cuatro vectores que están dirigidos son cero pero
después otras no van a ser cero el amoníaco no es cero, el agua no es
cero evidentemente porque la suma de esos vectores no me da cero las
moléculas angulares no son cero ¿cuándo es que van a producirse
simetría? las moléculas lineales las que son planotriangulares y las
tetraédricas si son idénticas veamos un poquito la teoría del enlace de
valencia bueno la teoría del enlace de valencia habla del solapamiento de
orbitales puede ser frontal o lateral cuando se produce un solapamiento
frontal se denomina algo que se llama un enlace sigma que puede ser un
orbital s y un orbital p o dos orbitales s o dos orbitales p ¿qué pasa
con este enlace sigma? es un enlace covalente y nos representa de alguna
manera la fortaleza de ese enlace ¿por qué se ha formado? porque a partir
de orbitales semillenos se solapa un orbital s de un átomo con un orbital
p de otro y ese solapamiento le da lugar a un enlace sigma ¿de acuerdo?
pero otro posible tipo de enlace es el enlace pi que es un solapamiento
lateral de orbitales p paralelos este enlace pi es menos fuerte que el
enlace sigma este enlace pi es menos fuerte que el enlace sigma ¿de
acuerdo? y no permite movimiento de rotación como el caso anterior y nos
servirá para justificar dobles y tipes de enlaces en las moléculas
orgánicas bueno aquí tenemos algunos ejemplos de la teoría del enlace de
valencia de la formación del doble enlace del enlace sencillo del cloro no
voy a insistir en ello porque tampoco es lo más relevante para nosotros
pero si después para las moléculas orgánicas fijaos nos introducimos
ahora a la teoría de hibridación la teoría de hibridación también nos
sirve para justificar la geometría de las moléculas aquí lo que nos dice
la teoría de hibridación es que se produce una combinación lineal de
orbitales atómicos para generar unos orbitales híbridos unos orbitales
híbridos equivalentes que tienen una orientación en el espacio
determinada que nos permiten determinar la geometría de las moléculas
bueno, aquí os hablo un poquito de por qué bueno, aquí lo tenéis el
átomo pasaría a un estado excitado se combinarían los orbitales
híbridos los orbitales atómicos y daría lugar a un proceso en que se
producirían los orbitales híbridos que se llaman de máximo solapamiento
para minimizar la energía y aquí tendríamos por ejemplo la hibridación
sp3 y aquí sí que nos interesa más como es el caso de la molécula de
metano CH4 cómo podemos justificar la formación de la molécula de metano
que sea tetraédrica a través de esta teoría primero hay que saber que el
carbono, como bien sabéis su configuración electrónica es 1s2 2s2 2px1
2pi1 sería de valente pero el carbono pasa por un estado excitado y
siempre que se combina el carbono esto es importante lo veamos después en
su momento química orgánica veamos un poquito los enlaces la estructura
que, pensemos que el carbono pasa por un estado excitado entonces qué
ocurre se produce la combinación lineal de 1 orbital s con 3 orbitales p
para dar 4 orbitales híbridos sp3 que están dirigidos en los vértices de
un tetraedro vale y entonces esta sería esta estructura aquí abajo
tendríais estos 4 orbitales híbridos y aquí si os dais cuenta se
produciría el solapamiento con orbitales 1s de hidrógeno para dar unos
enlaces sigma todos los hidrocarburos que tienen enlace sencillo tienen
hibridación sp3 en los carbonos con esto es suficiente hibridación sp2 os
hablo aquí de la molécula de boro siempre que sepáis todos los
compuestos de boro el boro tiene hibridación sp2 pero a nosotros nos
interesa hablar de la molécula de eteno la molécula de eteno el carbono
lo que hace es una hibridación sp2 al ser sp2 es una hibridación plana
triangular como veis aquí que tenemos en un mismo plano en un mismo plano
aquí está con el boro esto puede ser el carbono igual vale y es plana
triangular y entonces en el caso del boro sería bh3 ángulos de enlace
120º en el caso del eteno tendríamos un carbono aquí fijaos otro carbono
aquí pero claro utilizo dos orbitales p y uno orbital s me queda un
orbital p vacío porque eran 3p y 1s entonces este orbital p vacío ¿qué
tal? este orbital p vacío que tenemos aquí está sin combinar con un
electrón cada uno de ellos forman un solapamiento lateral y es un enlace
pi y sería la justificación del enlace doble del eteno es decir, el eteno
por un lado tendríamos el enlace sigma carbono-carbono con orbitales
sp2-sp2 como veis aquí aquí lo señalo pero como me quedan dos orbitales
p perpendiculares paralelos se solapan lateralmente y forman un enlace pi
después estarían los enlaces con los átomos de hidrógeno bueno en el
caso del benceno pues ¿qué tendremos? en el caso del benceno tenemos
aquí que cada carbono cada carbono tiene hibridación sp2 cada carbono
tiene hibridación sp2 entonces cada carbono tendríamos orbitales que
estén en el mismo plano por favor un momentito hibridación sp2 cada
carbono cada carbono tiene tres orbitales híbridos sp2 que forman ángulos
de 120 grados y que se solapan entre ellos dando lugar a este tipo de
hexágono regular pero ¿qué pasa igual que antes con el eteno? pues pasa
la condición que tenemos orbitales p tenemos orbitales p semillenos y
estos orbitales p semillenos perpendiculares forman también enlace pi y
tendríamos aquí el enlace pi este con este y entonces justificaríamos
que la molécula de benceno sea plana y que tengamos un enlace doble
alternado un enlace doble alternado esto cuando veamos orgánica hay que
verlo con más detalle pero que entendáis de dónde proviene siempre que
tengamos compuestos de carbono con doble enlace siempre que tengamos
compuestos de carbono con doble enlace entonces tendremos siempre
hibridación sp2 tenedlo presente esto ya sea en el eteno o en el benceno y
la hibridación sp se caracterizará pues en el caso de los compuestos de
beribio son moléculas lineales pero también en el tipo de enlace cuando
tengamos compuestos de carbono con tipo de enlace como puede ser el
acetileno sería el acetileno aquí tendríamos la molécula el etino o
acetileno tendríamos hibridación sp la combinación lineal de un orbital
s con uno p pues me daría lugar a unos orbitales cívidos sp aquí
tendríamos el solapamiento y después que tendríamos aquí tendríamos un
enlace pi con estos dos orbitales paralelos y otro enlace pi con estos dos
enlaces paralelos vale y tendríamos un triple enlace un enlace sigma y dos
enlaces pi es importante saberlo siempre que tengamos un carbono un carbono
con triple enlace tiene hibridación sp una hibridación sp supondrá el
triple enlace un enlace con solapamiento frontal de orbitales sp con sp y
dos enlaces pi de orbitales p paralelos en direcciones perpendiculares el
enlace doble era un enlace sigma y uno pi bueno aquí tenemos moléculas
con pares de electrones sin compartir la molécula de agua ¿no? sería
tetraédrica si todo fuesen átomos pero como sólo hay pares de electrones
es una molécula angular igual que el amoníaco ¿no? que tenemos en uno de
los orbitales tenemos un par de electrones eso es piramidal bueno las
fuerzas intermoleculares o fuerzas d'Emberger-Bas son fuerzas existentes
entre las moléculas de las sustancias covalentes son mucho más débiles
que las mencionadas hasta ahora pero justifican para la variación de los
puntos de fusión y ebullición de distintos compuestos tenemos de varios
tipos las más importantes serían fuerzas dipolo-dipolo dipolo permanente
como es en el caso de la molécula del crudo de hidrógeno la molécula del
crudo de hidrógeno es una molécula polar y esto hace que tengamos unas
fuerzas dipolo-dipolo permanentes que hacen que los puntos de ebullición
de estos compuestos sean mayores que las moléculas apolares también
podemos tener fuerzas de interacción dipolo-dipolo inducido ¿no? y
producir dipolos o moléculas polares que estén a continuación o en las
proximidades pero sobre todo después hay que tener en cuenta las fuerzas
de dispersión o fuerzas de London que las presentan las moléculas
apolares o las moléculas monatómicas como grasas nobles ¿qué son las
fuerzas de dispersión? las fuerzas de dispersión son fuerzas
instantáneas fuerzas instantáneas que tienen lugar entre átomos o
moléculas apolares porque en un momento determinado se produce una
separación de cargas y esto genera que se induce una separación de cargas
entre las moléculas adyacentes ¿y esto cuánto es más favorable? cuanto
más grandes son las moléculas así por ejemplo estas fuerzas de
dispersión ¿no? las presentan los gases nobles, las moléculas los
halógenos, flúor, cloro bromo yodo todas estas moléculas ¿no? todas
estas moléculas las fuerzas de dispersión van aumentando hacia abajo
porque son más grandes y esto hace que el yodo sea sólido que el bromo
sea líquido que el cloro sea gas a temperatura ambiente ¿vale? todas
estas fuerzas intermoleculares sirven para justificar las variaciones en
los puntos de ebullición nos quedaría hablar del puente de hidrógeno
fuerzas por puente de hidrógeno son las más importantes de todas ellas
¿cuándo tiene lugar el puente de hidrógeno? sólo dan tres átomos son
tres átomos que es el flúor el oxígeno y el nitrógeno cuando están
unidos al hidrógeno y sólo cuando están unidos al hidrógeno es decir la
molécula de flúor e hidrógeno la molécula de amoníaco la molécula de
agua y compuestos de agua con oxígeno e hidrógeno como pueden ser los
alcoholes los ácidos orgánicos etcétera es decir, ¿qué es un alcohol
por ejemplo? pues el etanol el etanol tiene enlace de hidrógeno el ácido
acético también estas moléculas orgánicas toda la presencia de estos
enlaces de hidrógeno son fuerzas intermoleculares de todas las fuerzas
intermoleculares de las más intensas que justifican las variaciones
anómalas de los puntos de fusión y ebullición de todos estos compuestos
que son superiores a cualquier otros compuestos similares que no pueden dar
enlace de hidrógeno ¿de acuerdo? así los puntos de fusión de los
alcoholes es mucho mayor que los de los hidrocarburos o de compuestos que
no pueden formar enlace de hidrógeno y el agua tiene un punto de fusión y
ebullición mucho más elevado de lo que cabría esperar debido al enlace
de hidrógeno bueno, aquí hay algunas propiedades ¿no? las sustancias
covalentes los sólidos tenemos más ejemplos la molécula de fósforo,
etcétera como son los puntos de fusión y ebullición ¿no? ¿vale? no
carecen de conductividad térmica ni eléctrica los compuestos covalentes
los puntos de fusión y ebullición generalmente son bajos si son
covalentes moleculares los otros son muy elevados si son polares serán
solubles en disolventes polares y si son apolares serán solubles en
disolventes apolares sin embargo los sólidos covalentes o atómicos el
diamante, el grafito estos son muy diferentes puntos de fusión y
ebullición muy elevados baja conductividad eléctrica y térmica es decir,
puede haberlo el grafito sí, el diamante no son insolubles en cualquier
disolvente no pueden ser rayados y son muy poco muy poca reactividad enlace
metálico para acabar ya lo dan los metales los metales consigo mismos
está el modelo del mar de electrones el modelo del mar de electrones
establece de alguna manera que los metales el metal lo que hace es que
libera su electrón de valencia fijaos aquí tienes el litio tiene un
electrón de valencia pues fijaos ese agrupamiento es como si tuviéramos
iones litio todos juntitos y sus electrones de valencia pudiendo navegar
alrededor de estos iones positivos por eso se le llama un mar de electrones
la gran movilidad de los electrones de valencia de los metales
justificaría su alta conductividad eléctrica su alta conductividad
calorífica vale, de acuerdo importante bueno aquí tienes las propiedades
de los compuestos de los metales su brillo la conductividad eléctrica son
túctiles y maleables puntos de fusión variados tenemos no tenemos más
tiempo me queda por hablaros de la teoría de bandas pero mirad, la teoría
de bandas voy a prepararos un pequeño resumen porque una vez cayó como
tema y os lo voy a pasar para el próximo día o lo pondré en el foro de
tutoría yo creo que hasta aquí hemos llegado está en el libro la teoría
de bandas es lo último del enlace químico y yo os sugiero que le deis una
leída por si acaso yo os intentaré hacer un resumen y de repente para que
os pueda servir de estudio muy bien, pues muchas gracias hemos hecho una
clase intensa y ya a partir de la semana que viene va a cambiar mucho el
tipo va a ser mucho más práctico todo mucho más tipo de ejercicio más
numérico y ya lo que es la teoría prácticamente la más densa esto lo
hemos pasado en estas dos primeras sesiones muchas gracias