Los electrones de un átomo pueden transferirse completamente a otro. Esta redistribución de cargas conduce a la formación de iones cargados positiva y negativamente (cationes y aniones). Surge un tipo especial de interacción entre ellos: un enlace iónico. Consideremos con más detalle el método de su formación, la estructura y las propiedades de las sustancias.
Electronegatividad
Los átomos difieren en electronegatividad (EO), la capacidad de atraer electrones hacia ellos desde las capas de valencia de otras partículas. Para la determinación cuantitativa se utiliza la escala de electronegatividad relativa propuesta por L. Polling (valor adimensional). La capacidad de atraer electrones de los átomos de flúor es más pronunciada que la de otros elementos, su EO es 4. En la escala de sondeo, el oxígeno, el nitrógeno y el cloro siguen inmediatamente al flúor. Los valores de EO del hidrógeno y otros no metales típicos son iguales o cercanos a 2. De los metales, la mayoría tiene electronegatividad entre 0,7 (Fr) y 1,7. Existe una dependencia de la ionicidad del enlace de la diferencia entre el EO de los elementos químicos. Cuanto mayor sea, mayor será la probabilidad de que se produzca un enlace iónico. Este tipo de interacción es más común cuando la diferencia EO=1.7 y superior. Si el valor es menor, entonces los compuestos son covalentes polares.
Energía de ionización
Se requiere energía de ionización (EI) para el desprendimiento de electrones externos débilmente unidos al núcleo. La unidad de cambio de esta cantidad física es 1 electrón volt. Hay patrones de cambio en EI en las filas y columnas del sistema periódico, dependiendo del aumento en la carga del núcleo. En períodos de izquierda a derecha, la energía de ionización aumenta y adquiere los valores más altos para los no metales. En grupos, decrece de arriba hacia abajo. La razón principal es el aumento del radio del átomo y la distancia del núcleo a los electrones exteriores, que se desprenden fácilmente. Aparece una partícula cargada positivamente, el catión correspondiente. El valor de EI se puede utilizar para juzgar si se produce un enlace iónico. Las propiedades también dependen de la energía de ionización. Por ejemplo, los metales alcalinos y alcalinotérreos tienen valores bajos de EI. Tienen pronunciadas propiedades reductoras (metálicas). Los gases inertes son químicamente inactivos debido a su alta energía de ionización.
afinidad electronica
En las interacciones químicas, los átomos pueden unir electrones para formar una partícula negativa, un anión, el proceso va acompañado de la liberación de energía. La cantidad física correspondiente es la afinidad electrónica. La unidad de medida es la misma que la energía de ionización (1 electronvoltio). Pero no se conocen sus valores exactos para todos los elementos. Los halógenos tienen la mayor afinidad electrónica. En el nivel exterior de los átomos de los elementos: 7 electrones, solo falta uno hasta un octeto. La afinidad electrónica de los halógenos es alta, tienen fuertes propiedades oxidantes (no metálicas).
Interacciones de los átomos en la formación de un enlace iónico
Los átomos que tienen un nivel externo incompleto están en un estado de energía inestable. El deseo de lograr una configuración electrónica estable es la razón principal que conduce a la formación de compuestos químicos. El proceso suele ir acompañado de la liberación de energía y puede dar lugar a moléculas y cristales que difieren en estructura y propiedades. Los metales fuertes y los no metales difieren significativamente entre sí en varios indicadores (EO, EI y afinidad electrónica). Para ellos, este tipo de interacción es más adecuado como un enlace químico iónico, en el que se mueve el orbital molecular unificador (par de electrones común). Se cree que durante la formación de iones, los metales transfieren completamente los electrones a los no metales. La fuerza del enlace resultante depende del trabajo requerido para destruir las moléculas que componen 1 mol de la sustancia en estudio. Esta cantidad física se conoce como energía de enlace. Para los compuestos iónicos, sus valores oscilan entre varias decenas y centenas de kJ/mol.
formación de iones
Un átomo que cede sus electrones durante las interacciones químicas se convierte en un catión (+). La partícula receptora es un anión (-). Para saber cómo se comportarán los átomos, si aparecerán iones, es necesario establecer la diferencia entre su EC. La forma más fácil de realizar tales cálculos es para un compuesto de dos elementos, por ejemplo, cloruro de sodio.
El sodio tiene solo 11 electrones, la configuración de la capa externa es 3s 1 . Para completarlo, es más fácil para un átomo ceder 1 electrón que unir 7. La estructura de la capa de valencia del cloro se describe mediante la fórmula 3s 2 3p 5. En total, un átomo tiene 17 electrones, 7 son externos. Falta uno para lograr un octeto y una estructura estable. Las propiedades químicas respaldan la suposición de que el átomo de sodio dona y el cloro acepta electrones. Hay iones: positivos (catión de sodio) y negativos (anión de cloro).
Enlace iónico
Al perder un electrón, el sodio adquiere una carga positiva y una capa estable de un átomo del gas inerte neón (1s 2 2s 2 2p 6). El cloro, como resultado de la interacción con el sodio, recibe una carga negativa adicional y el ion repite la estructura de la capa atómica del gas noble argón (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6). La carga eléctrica adquirida se denomina carga del ion. Por ejemplo, Na+, Ca2+, Cl-, F-. Los iones pueden contener átomos de varios elementos: NH 4 + , SO 4 2- . Dentro de tales iones complejos, las partículas están unidas por un mecanismo donador-aceptor o covalente. La atracción electrostática ocurre entre partículas con carga opuesta. Su valor en el caso de un enlace iónico es proporcional a las cargas, y al aumentar la distancia entre los átomos, se debilita. Rasgos característicos de un enlace iónico:
- los metales fuertes reaccionan con elementos no metálicos activos;
- los electrones se mueven de un átomo a otro;
- los iones resultantes tienen una configuración estable de capas externas;
- Hay una atracción electrostática entre partículas con carga opuesta.
Redes cristalinas de compuestos iónicos
En las reacciones químicas, los metales de los grupos 1, 2 y 3 del sistema periódico suelen perder electrones. Se forman iones positivos de una, dos y tres cargas. Los no metales de los grupos 6 y 7 generalmente agregan electrones (con la excepción de las reacciones con flúor). Hay iones negativos de carga simple y doble. Los costos de energía para estos procesos, por regla general, se compensan cuando se crea un cristal de sustancia. Los compuestos iónicos generalmente se encuentran en estado sólido, formando estructuras que consisten en cationes y aniones con carga opuesta. Estas partículas son atraídas y forman redes cristalinas gigantes en las que los iones positivos están rodeados por partículas negativas (y viceversa). La carga total de una sustancia es cero, porque el número total de protones se equilibra con el número de electrones de todos los átomos.
Propiedades de las sustancias con enlace iónico
Las sustancias cristalinas iónicas se caracterizan por tener puntos de fusión y ebullición elevados. Típicamente, estos compuestos son resistentes al calor. La siguiente característica se puede encontrar cuando tales sustancias se disuelven en un solvente polar (agua). Los cristales se destruyen fácilmente y los iones pasan a una solución que tiene conductividad eléctrica. Los compuestos iónicos también se destruyen cuando se derriten. Aparecen partículas con carga libre, lo que significa que la masa fundida conduce corriente eléctrica. Las sustancias con un enlace iónico son electrolitos, conductores del segundo tipo.
Los óxidos y haluros de metales alcalinos y alcalinotérreos pertenecen al grupo de los compuestos iónicos. Casi todos ellos son ampliamente utilizados en ciencia, tecnología, producción química, metalurgia.
9. Enlace iónico, sus propiedades. La estructura y propiedades de las sustancias con un enlace iónico. Ejemplos de sustancias con enlace iónico.
Enlace iónico - enlace debido a la interacción electrostática de iones de carga opuesta: cationes y aniones. Un enlace iónico ocurre cuando los átomos interactúan con una diferencia de electronegatividad > 2. En este caso, debido a un cambio en la densidad de electrones, los átomos se convierten en iones (el par de electrones pasa completamente a la posesión del átomo más electronegativo) Rb + F → Rb + : F -
NaCl; x(Na)=0,9; x(Cl)=3,1; χ \u003d χ (Cl) - χ (Na) \u003d 3.1-0.9 \u003d -2.2.
iones son partículas cargadas que se convierten en átomos al aceptar o donar electrones . Los iones generalmente se consideran cargas con simetría de campo de fuerza esférico, y la interacción de tales cargas es insaturable y no dirigida.
Cada ion en un cristal iónico se rodea a corta distancia con tantos contraiones como pueda acomodar geométricamente.
El concepto de molécula para un compuesto iónico: debido a la insaturación y la no direccionalidad, las moléculas de enlace iónico son condicionales.
La fórmula en la molécula de un compuesto iónico muestra solo las relaciones más simples entre las cantidades de cationes y aniones en un macrocristal de una sustancia.
Estructura
1. Los iones en el cristal están empaquetados de tal manera que los iones del mismo nombre están lo más lejos posible (mínimo repelido) y los diferentes están lo más cerca posible (máxima atracción).
Por esta razón, los cristales iónicos se caracterizan por el principio de empaquetamiento compacto.
Alrededor de cada ion puede haber un número limitado de contraiones.
Este número se llama número de coordinación(c.p.) f (catión r/anión r).
2. En un cristal iónico, es imposible aislar una unidad estructural (molécula) realmente existente. Una molécula para una sustancia iónica es una unidad de fórmula condicional. Solo muestra la relación del número de cationes y aniones en el macrocristal de una sustancia. NaClAlCl3
Propiedades de las sustancias con enlace iónico
1) Fuerte y Sólido, E St = 500÷1000 kJ/mol;
2) Frágil: no resiste impactos que provoquen el desplazamiento de las capas iónicas;
3) No conducen la electricidad y el calor (con estado sólido), porque no hay electrones libres
Ejemplos de sustancias con enlace iónico.
Las sustancias iónicas incluyen todas las sales formadas orgánica e inorgánicamente,
compuestos entre los más activos Me y HeMe,
Si NeMe es más activo que Me => hay un enlace iónico entre ellos.
10. Enlace metálico y sus propiedades. Estructura y propiedades de las sustancias con enlace metálico.
conexión metálica - Comunicación de metales y aleaciones debido a la interacción electrónica de e- libres y cationes metálicos cargados positivamente.
Propiedades especiales : Enlace metálico, como iónico, insaturado y no direccional, como lo es la interacción de cationes y electrones.
Propiedades Sustancias con enlace mecánico:
fuerza, dureza, estado de agregación, ebullición t, fusión t dependen del número de electrones de valencia.
Propiedades de las sustancias con enlace metálico
Rieles- estas son sustancias con alta conductividad eléctrica y térmica, maleabilidad, plasticidad y brillo metálico.Estas propiedades características se deben a la presencia de electrones que se mueven libremente en la red cristalina .
| " |
| Química estructural | |
|---|---|
| Enlace químico: | Aromaticidad | Enlace covalente | Enlace iónico| Conexión metálica | Enlace de hidrógeno | Vínculo donante-receptor | tautomerismo |
| Visualización de la estructura: | Grupo funcional | Fórmula estructural | fórmula química | ligando |
| Propiedades electrónicas: | Electronegatividad | Afinidad electrónica | Energía de ionización | Dipolo | Regla del octeto |
| Estereoquímica: | Átomo asimétrico | Isomería | Configuración | Quiralidad | Conformación |
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Vea qué es "enlace químico iónico" en otros diccionarios:
El enlace entre los átomos en una molécula o mol. conexión, que surge como resultado de la transferencia de un electrón de un átomo a otro, o de la socialización de electrones por un par (o grupo) de átomos. Las fuerzas que conducen a X.s son Coulomb, pero X.s. describir dentro... Enciclopedia Física
ENLACE QUÍMICO- interacción de los átomos, en la que los electrones pertenecientes a dos átomos (grupos) diferentes se vuelven comunes (socializados) para ambos átomos (grupos), provocando su combinación en moléculas y cristales. Hay dos tipos principales de X. s .: iónico ... ... Gran Enciclopedia Politécnica
ENLACE QUÍMICO El mecanismo por el cual los átomos se combinan para formar moléculas. Hay varios tipos de enlaces de este tipo, basados en la atracción de cargas opuestas o en la formación de configuraciones estables a través del intercambio de electrones. ... ... Diccionario enciclopédico científico y técnico.
enlace químico- ENLACE QUÍMICO, la interacción de los átomos, provocando su conexión en moléculas y cristales. Las fuerzas que actúan durante la formación de un enlace químico son principalmente de naturaleza eléctrica. La formación de un enlace químico va acompañada de un reordenamiento... ... Diccionario Enciclopédico Ilustrado
-...Wikipedia
Atracción mutua de los átomos, que conduce a la formación de moléculas y cristales. Se acostumbra decir que en una molécula o en un cristal entre átomos vecinos hay ch. La valencia de un átomo (que se analiza con más detalle a continuación) indica el número de enlaces... Gran enciclopedia soviética
enlace químico- atracción mutua de los átomos, que conduce a la formación de moléculas y cristales. La valencia de un átomo muestra el número de enlaces formados por un átomo dado con los vecinos. El término "estructura química" fue introducido por el académico A. M. Butlerov en ... ... Diccionario Enciclopédico de Metalurgia
La interacción de los átomos, que determina su conexión en moléculas y cristales. Esta interacción conduce a una disminución de la energía total de la molécula o cristal resultante en comparación con la energía de los átomos que no interactúan y se basa en... ... Gran diccionario politécnico enciclopédico
Enlace covalente en el ejemplo de una molécula de metano: un nivel de energía externo completo para hidrógeno (H) 2 electrones y para carbono (C) 8 electrones. Enlace covalente enlace formado por nubes de electrones de valencia dirigida. Neutro ... ... Wikipedia
El enlace químico es un fenómeno de la interacción de los átomos, debido a la superposición de nubes de electrones, que unen partículas, lo que va acompañado de una disminución de la energía total del sistema. El término "estructura química" fue introducido por primera vez por A. M. Butlerov en 1861 ... ... Wikipedia
Características de los enlaces químicos
La doctrina del enlace químico es la base de toda la química teórica. Un enlace químico es una interacción de átomos que los une en moléculas, iones, radicales, cristales. Hay cuatro tipos de enlaces químicos: iónico, covalente, metálico e hidrógeno. Diferentes tipos de enlaces pueden estar contenidos en las mismas sustancias.
1. En las bases: entre los átomos de oxígeno e hidrógeno en los grupos hidroxo, el enlace es covalente polar, y entre el metal y el grupo hidroxo es iónico.
2. En sales de ácidos que contienen oxígeno: entre el átomo no metálico y el oxígeno del residuo ácido - covalente polar, y entre el metal y el residuo ácido - iónico.
3. En sales de amonio, metilamonio, etc., entre átomos de nitrógeno e hidrógeno - covalente polar, y entre iones de amonio o metilamonio y el residuo ácido - iónico.
4. En los peróxidos metálicos (por ejemplo, Na 2 O 2), el enlace entre los átomos de oxígeno es covalente no polar, y entre el metal y el oxígeno es iónico, etc.
La razón de la unidad de todos los tipos y tipos de enlaces químicos es su naturaleza química idéntica: la interacción electrón-nuclear. La formación de un enlace químico en cualquier caso es el resultado de una interacción electrón-nuclear de los átomos, acompañada de la liberación de energía.
Métodos para la formación de un enlace covalente.
enlace químico covalente- este es un enlace que se produce entre átomos debido a la formación de pares de electrones comunes.
Los compuestos covalentes suelen ser gases, líquidos o sólidos de punto de fusión relativamente bajo. Una de las raras excepciones es el diamante, que se funde por encima de los 3500 °C. Esto se debe a la estructura del diamante, que es una red continua de átomos de carbono unidos covalentemente, y no una colección de moléculas individuales. De hecho, cualquier cristal de diamante, independientemente de su tamaño, es una molécula enorme.
Un enlace covalente ocurre cuando los electrones de dos átomos no metálicos se unen. La estructura resultante se llama molécula.
El mecanismo de formación de dicho vínculo puede ser el intercambio y el donante-receptor.
En la mayoría de los casos, dos átomos unidos covalentemente tienen diferente electronegatividad y los electrones compartidos no pertenecen a los dos átomos por igual. La mayoría de las veces están más cerca de un átomo que de otro. En una molécula de cloruro de hidrógeno, por ejemplo, los electrones que forman un enlace covalente se encuentran más cerca del átomo de cloro, ya que su electronegatividad es mayor que la del hidrógeno. Sin embargo, la diferencia en la capacidad de atraer electrones no es tan grande como para que haya una transferencia completa de un electrón de un átomo de hidrógeno a un átomo de cloro. Por lo tanto, el enlace entre los átomos de hidrógeno y cloro puede verse como un cruce entre un enlace iónico (transferencia completa de electrones) y un enlace covalente no polar (disposición simétrica de un par de electrones entre dos átomos). La carga parcial de los átomos se denota con la letra griega δ. Tal enlace se llama enlace covalente polar, y se dice que la molécula de cloruro de hidrógeno es polar, es decir, tiene un extremo con carga positiva (átomo de hidrógeno) y un extremo con carga negativa (átomo de cloro).
1. El mecanismo de intercambio opera cuando los átomos forman pares de electrones comunes al combinar electrones no apareados.
1) H 2 - hidrógeno.
El enlace surge debido a la formación de un par de electrones común por los electrones s de los átomos de hidrógeno (superposición de orbitales s).
2) HCl - cloruro de hidrógeno.
El enlace surge debido a la formación de un par de electrones comunes de electrones s y p (orbitales s-p superpuestos).
3) Cl 2: En la molécula de cloro, se forma un enlace covalente debido a los electrones p desapareados (orbitales p-p superpuestos).
4) N 2: En la molécula de nitrógeno se forman tres pares de electrones comunes entre los átomos.
Mecanismo donante-aceptor de formación de enlaces covalentes
Donante tiene un par de electrones aceptador- un orbital libre que este par puede ocupar. En el ion amonio, los cuatro enlaces con átomos de hidrógeno son covalentes: tres se formaron debido a la creación de pares de electrones comunes por el átomo de nitrógeno y los átomos de hidrógeno por el mecanismo de intercambio, uno, por el mecanismo donante-aceptor. Los enlaces covalentes se clasifican según la forma en que se superponen los orbitales electrónicos, así como según su desplazamiento a uno de los átomos enlazados. Los enlaces químicos que se forman como resultado de la superposición de orbitales electrónicos a lo largo de una línea de enlace se denominan σ -conexiones(enlaces sigma). El enlace sigma es muy fuerte.
Los orbitales p pueden superponerse en dos regiones, formando un enlace covalente debido a la superposición lateral.
Los enlaces químicos formados como resultado de la superposición "lateral" de orbitales electrónicos fuera de la línea de comunicación, es decir, en dos regiones, se denominan enlaces pi.
Según el grado de desplazamiento de los pares de electrones comunes a uno de los átomos unidos por ellos, un enlace covalente puede ser polar y no polar. Un enlace químico covalente formado entre átomos con la misma electronegatividad se llama no polar. Los pares de electrones no se desplazan a ninguno de los átomos, ya que los átomos tienen la misma electronegatividad, la propiedad de atraer electrones de valencia de otros átomos hacia ellos. Por ejemplo,
es decir, las moléculas de sustancias no metálicas simples se forman a través de un enlace covalente no polar. Un enlace químico covalente entre átomos de elementos cuya electronegatividad difiere se llama polar.
Por ejemplo, NH 3 es amoníaco. El nitrógeno es un elemento más electronegativo que el hidrógeno, por lo que los pares de electrones compartidos se desplazan hacia su átomo.
Características de un enlace covalente: longitud y energía del enlace
Las propiedades características de un enlace covalente son su longitud y energía. La longitud del enlace es la distancia entre los núcleos de los átomos. Un enlace químico es más fuerte cuanto más corta es su longitud. Sin embargo, una medida de la fuerza del enlace es la energía del enlace, que está determinada por la cantidad de energía necesaria para romper el enlace. Generalmente se mide en kJ/mol. Así, según datos experimentales, las longitudes de enlace de las moléculas de H 2 , Cl 2 y N 2 son 0,074, 0,198 y 0,109 nm, respectivamente, y las energías de enlace son 436, 242 y 946 kJ/mol, respectivamente.
Iones. Enlace iónico
Hay dos posibilidades principales para que un átomo obedezca la regla del octeto. El primero de ellos es la formación de un enlace iónico. (El segundo es la formación de un enlace covalente, que se discutirá más adelante). Cuando se forma un enlace iónico, un átomo metálico pierde electrones y un átomo no metálico gana.
Imagina que dos átomos se "encuentran": un átomo metálico del grupo I y un átomo no metálico del grupo VII. Un átomo metálico tiene un solo electrón en su nivel de energía externo, mientras que un átomo no metálico carece de un solo electrón para completar su nivel externo. El primer átomo cederá fácilmente al segundo su electrón, que está lejos del núcleo y débilmente ligado a él, y el segundo le dará un lugar libre en su nivel electrónico exterior. Entonces un átomo, privado de una de sus cargas negativas, se convertirá en una partícula cargada positivamente, y el segundo se convertirá en una partícula cargada negativamente debido al electrón recibido. Tales partículas se llaman iones.
Este es un enlace químico que se produce entre los iones. Los números que muestran el número de átomos o moléculas se llaman coeficientes, y los números que muestran el número de átomos o iones en una molécula se llaman índices.
conexión metálica
Los metales tienen propiedades específicas que difieren de las de otras sustancias. Tales propiedades son puntos de fusión relativamente altos, la capacidad de reflejar la luz y una alta conductividad térmica y eléctrica. Estas características se deben a la existencia en los metales de un tipo especial de enlace: el enlace metálico.
Enlace metálico - un enlace entre iones positivos en cristales metálicos, llevado a cabo debido a la atracción de electrones que se mueven libremente a través del cristal. Los átomos de la mayoría de los metales en el nivel externo contienen una pequeña cantidad de electrones: 1, 2, 3. Estos electrones romper fácilmente, y los átomos se convierten en iones positivos. Los electrones separados se mueven de un ion a otro, uniéndolos en un todo único. Al conectarse con iones, estos electrones forman átomos temporalmente, luego se separan nuevamente y se combinan con otro ion, etc. Un proceso tiene lugar sin fin, que se puede representar esquemáticamente de la siguiente manera:
En consecuencia, en el volumen de un metal, los átomos se convierten continuamente en iones y viceversa. El enlace en metales entre iones por medio de electrones socializados se llama metálico. El enlace metálico tiene algunas similitudes con el enlace covalente, ya que se basa en la socialización de electrones externos. Sin embargo, en un enlace covalente, los electrones externos no apareados de solo dos átomos vecinos se socializan, mientras que en un enlace metálico, todos los átomos participan en la socialización de estos electrones. Por eso los cristales con un enlace covalente son frágiles, mientras que los que tienen un enlace metálico son, por regla general, plásticos, eléctricamente conductores y tienen un brillo metálico.
El enlace metálico es característico tanto de los metales puros como de las mezclas de varios metales, aleaciones que se encuentran en estado sólido y líquido. Sin embargo, en estado de vapor, los átomos de metal están unidos por un enlace covalente (por ejemplo, el vapor de sodio se usa para llenar las lámparas de luz amarilla para iluminar las calles de las grandes ciudades). Los pares de metales consisten en moléculas individuales (monatómicas y diatómicas).
Un enlace metálico difiere de un enlace covalente también en fuerza: su energía es 3 o 4 veces menor que la energía de un enlace covalente.
Energía de enlace: la energía requerida para romper un enlace químico en todas las moléculas que forman un mol de una sustancia. Las energías de los enlaces covalentes e iónicos suelen ser altas y están en el orden de 100-800 kJ/mol.
enlace de hidrógeno
enlace químico entre átomos de hidrógeno polarizados positivamente de una molécula(o partes del mismo) y átomos polarizados negativamente de elementos fuertemente electronegativos habiendo dotado de pares de electrones (F, O, N y menos frecuentemente S y Cl), otra molécula (o partes de ella) se llama hidrógeno. El mecanismo de formación de puentes de hidrógeno es en parte electrostático, en parte carácter onor-aceptor.
Ejemplos de enlaces de hidrógeno intermoleculares:
En presencia de dicho enlace, incluso las sustancias de bajo peso molecular pueden, en condiciones normales, ser líquidos (alcohol, agua) o gases fácilmente licuables (amoníaco, fluoruro de hidrógeno). En los biopolímeros - proteínas (estructura secundaria) - existe un enlace de hidrógeno intramolecular entre el oxígeno del carbonilo y el hidrógeno del grupo amino:
Las moléculas de polinucleótidos - ADN (ácido desoxirribonucleico) - son hélices dobles en las que dos cadenas de nucleótidos están unidas entre sí por enlaces de hidrógeno. En este caso opera el principio de complementariedad, es decir, estos enlaces se forman entre ciertos pares formados por bases púricas y pirimidínicas: la timina (T) se sitúa frente al nucleótido de adenina (A), y la citosina (C) se sitúa frente a la guanina ( GRAMO).
Las sustancias con un enlace de hidrógeno tienen redes cristalinas moleculares.
Los átomos de la mayoría de los elementos no existen por separado, ya que pueden interactuar entre sí. En esta interacción se forman partículas más complejas.
La naturaleza del enlace químico es la acción de fuerzas electrostáticas, que son las fuerzas de interacción entre cargas eléctricas. Los electrones y los núcleos atómicos tienen tales cargas.
Los electrones ubicados en los niveles electrónicos externos (electrones de valencia), al estar más alejados del núcleo, interactúan con él de manera más débil y, por lo tanto, pueden separarse del núcleo. Son responsables de la unión de los átomos entre sí.
Tipos de interacción en química.
Los tipos de enlace químico se pueden representar en la siguiente tabla:
Característica del enlace iónico
La interacción química que se forma debido a atracción de iones que tienen diferentes cargas se llama iónico. Esto sucede si los átomos enlazados tienen una diferencia significativa en electronegatividad (es decir, la capacidad de atraer electrones) y el par de electrones va a un elemento más electronegativo. El resultado de tal transición de electrones de un átomo a otro es la formación de partículas cargadas: iones. Hay una atracción entre ellos.
tienen la electronegatividad más baja metales típicos, y los más grandes son no metales típicos. Por lo tanto, los iones se forman por interacciones entre metales típicos y no metales típicos.
Los átomos metálicos se convierten en iones cargados positivamente (cationes), donando electrones a niveles electrónicos externos, y los no metales aceptan electrones, convirtiéndose así en Cargado negativamente iones (aniones).
Los átomos pasan a un estado de energía más estable, completando sus configuraciones electrónicas.
El enlace iónico es no direccional y no saturable, ya que la interacción electrostática ocurre en todas las direcciones, respectivamente, el ion puede atraer iones de signo opuesto en todas las direcciones.
La disposición de los iones es tal que alrededor de cada uno hay un cierto número de iones de carga opuesta. El concepto de "molécula" para compuestos iónicos no tiene sentido.
Ejemplos de Educación
La formación de un enlace en el cloruro de sodio (nacl) se debe a la transferencia de un electrón del átomo de Na al átomo de Cl con la formación de los iones correspondientes:
Na 0 - 1 e \u003d Na + (catión)
Cl 0 + 1 e \u003d Cl - (anión)
En el cloruro de sodio, hay seis aniones de cloruro alrededor de los cationes de sodio y seis iones de sodio alrededor de cada ion de cloruro.
Cuando se forma una interacción entre átomos en sulfuro de bario, ocurren los siguientes procesos:
Ba 0 - 2 e \u003d Ba 2+
S 0 + 2 e \u003d S 2-
Ba dona sus dos electrones al azufre, lo que resulta en la formación de aniones de azufre S 2- y cationes de bario Ba 2+ .
enlace quimico metalico
El número de electrones en los niveles de energía externos de los metales es pequeño; se desprenden fácilmente del núcleo. Como resultado de este desprendimiento se forman iones metálicos y electrones libres. Estos electrones se denominan "gas de electrones". Los electrones se mueven libremente por todo el volumen del metal y están constantemente unidos y separados de los átomos.
La estructura de la sustancia metálica es la siguiente: la red cristalina es la columna vertebral de la sustancia y los electrones pueden moverse libremente entre sus nodos.
Se pueden dar los siguientes ejemplos:
magnesio-2e<->Mg2+
Cs-e<->CS+
Ca-2e<->Ca2+
Fe-3e<->Fe3+
Covalente: polar y no polar
El tipo más común de interacción química es un enlace covalente. Los valores de electronegatividad de los elementos que interactúan no difieren mucho, en relación con esto, solo se produce un cambio del par de electrones común a un átomo más electronegativo.
La interacción covalente puede formarse por el mecanismo de intercambio o por el mecanismo donante-aceptor.
El mecanismo de intercambio se realiza si cada uno de los átomos tiene electrones desapareados en los niveles electrónicos externos y la superposición de orbitales atómicos da lugar a la aparición de un par de electrones que ya pertenecen a ambos átomos. Cuando uno de los átomos tiene un par de electrones en el nivel electrónico externo y el otro tiene un orbital libre, entonces cuando los orbitales atómicos se superponen, el par de electrones se socializa y la interacción ocurre de acuerdo con el mecanismo donante-aceptor.
Los covalentes se dividen por multiplicidad en:
- simple o único;
- doble;
- triple.
Los dobles proporcionan la socialización de dos pares de electrones a la vez y los triples, tres.
Según la distribución de la densidad electrónica (polaridad) entre los átomos enlazados, el enlace covalente se divide en:
- no polar;
- polar.
Un enlace no polar está formado por los mismos átomos, y un enlace polar está formado por electronegatividad diferente.
La interacción de átomos con electronegatividad similar se llama enlace no polar. El par común de electrones en tal molécula no es atraído por ninguno de los átomos, sino que pertenece por igual a ambos.
La interacción de elementos que difieren en electronegatividad conduce a la formación de enlaces polares. Los pares de electrones comunes con este tipo de interacción son atraídos por un elemento más electronegativo, pero no se transfieren completamente a él (es decir, no se produce la formación de iones). Como resultado de tal cambio en la densidad electrónica, aparecen cargas parciales en los átomos: en la más electronegativa, una carga negativa, y en la menos, positiva.
Propiedades y características de la covalencia
Las principales características de un enlace covalente:
- La longitud está determinada por la distancia entre los núcleos de los átomos que interactúan.
- La polaridad está determinada por el desplazamiento de la nube de electrones a uno de los átomos.
- Orientación: la propiedad de formar enlaces orientados al espacio y, en consecuencia, moléculas que tienen ciertas formas geométricas.
- La saturación está determinada por la capacidad de formar un número limitado de enlaces.
- La polarizabilidad está determinada por la capacidad de cambiar la polaridad bajo la influencia de un campo eléctrico externo.
- La energía requerida para romper un enlace, que determina su fuerza.
Las moléculas de hidrógeno (H2), cloro (Cl2), oxígeno (O2), nitrógeno (N2) y muchas otras pueden ser un ejemplo de interacción covalente no polar.
H + H → H-H la molécula tiene un solo enlace no polar,
O: + :O → O=O la molécula tiene un doble no polar,
Ṅ: + Ṅ: → N≡N la molécula tiene un triple no polar.
Se pueden citar como ejemplos moléculas de dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO), sulfuro de hidrógeno (H2S), ácido clorhídrico (HCL), agua (H2O), metano (CH4), óxido de azufre (SO2) y muchos otros. del enlace covalente de los elementos químicos.
En la molécula de CO2, la relación entre los átomos de carbono y oxígeno es polar covalente, ya que el hidrógeno más electronegativo atrae densidad de electrones hacia sí. El oxígeno tiene dos electrones desapareados en el nivel exterior, mientras que el carbono puede proporcionar cuatro electrones de valencia para formar una interacción. Como resultado, se forman enlaces dobles y la molécula se ve así: O=C=O.
Para determinar el tipo de enlace en una molécula en particular, es suficiente considerar sus átomos constituyentes. Las sustancias simples metales forman uno metálico, los metales con no metales forman uno iónico, las sustancias simples no metales forman uno covalente no polar y las moléculas que consisten en diferentes no metales se forman por medio de un enlace covalente polar.