7: El enlace químico y la geometría molecular
Un enlace químico es una atracción entre los átomos que permite la formación de sustancias químicas que contienen dos o más átomos. La unión es causada por la fuerza electrostática de atracción entre cargas opuestas, ya sea entre electrones y núcleos, o como resultado de una atracción dipolo. Todos los enlaces se pueden explicar usando la teoría cuántica, pero, en la práctica, las reglas de simplificación permiten a los químicos predecir la fuerza, la direccionalidad y la polaridad de los enlaces. La regla del octeto y la teoría VSEPR son dos ejemplos. Las teorías más sofisticadas son la teoría del enlace de valencia que incluye la hibridación y la resonancia orbital, y la combinación lineal del método orbital molecular orbital atómico. La electrostática se usa para describir las polaridades de enlace y los efectos que tienen sobre las sustancias químicas.
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- 7.0: Preludio a la unión química y la geometría molecular
- Se sabe que el carbono puro se presenta en alótropos, como el grafito y los diamantes. En 1985 se reconoció una nueva forma de carbono: el buckminsterfullereno, conocido como "buckyball". La evidencia experimental reveló la fórmula, C60, y luego los científicos determinaron cómo 60 átomos de carbono podrían formar una molécula simétrica y estable. Fueron guiados por la teoría de la unión, el tema de este capítulo, que explica cómo los átomos individuales se conectan para formar mas compuestos.
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- 7.1: El enlace iónico
- Los átomos ganan o pierden electrones para formar iones con configuraciones electrónicas estables. Las cargas de cationes formados por metales se pueden determinar fácilmente. Las estructuras electrónicas de estos iones tienen una configuración de gas noble o capa de electrones llena. Las cargas de los aniones formados por no metales también se pueden determinar fácilmente porque estos iones se forman cuando los átomos no metálicos ganan suficientes electrones para llenar sus capas de valencia.
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- 7.2: El enlace covalente
- Los enlaces covalentes se forman cuando los electrones se comparten entre los átomos y son atraídos por los núcleos de ambos átomos. En los enlaces covalentes puros, los electrones se comparten por igual. En los enlaces covalentes polares, los electrones se comparten de manera desigual. Un átomo ejerce una fuerza de atracción más fuerte sobre los electrones que el otro. La capacidad de un átomo para atraer un par de electrones en un enlace químico se llama la electronegatividad.
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- 7.3: Símbolos y estructuras de Lewis
- Las estructuras electrónicas de valencia se pueden visualizar dibujando símbolos de Lewis y estructuras de Lewis. Los electrones no pareados y los enlaces simples, dobles o triples se usan para indicar dónde se ubican los electrones de valencia alrededor de cada átomo en una estructura de Lewis. Casi todas las estructuras, especialmente aquellas que contienen elementos de la segunda fila, obedecen la regla del octeto, en la cual cada átomo (excepto H) está rodeado por ocho electrones.
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- 7.4: Las cargas formales y la resonancia
- En una estructura de Lewis, se pueden asignar cargas formales a cada átomo tratando cada enlace como si la mitad de los electrones estuvieran asignados a cada átomo. Estos cargos formales hipotéticos son una guía para determinar la estructura de Lewis más apropiada. Se prefiere una estructura en la que los cargos formales sean cero. La resonancia ocurre cuando se pueden escribir dos o más estructuras de Lewis con arreglos idénticos de átomos pero diferentes distribuciones de electrones.
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- 7.5: Fortaleza de los enlaces iónicos y covalentes
- La fuerza de un enlace covalente se mide por su energía de disociación de enlace, es decir, la cantidad de energía requerida para romper ese enlace particular en un mol de moléculas. Los enlaces múltiples son más fuertes que los enlaces simples entre los mismos átomos. Las entalpías de reacción se pueden estimar en función del aporte de energía requerido para romper los enlaces y la energía liberada cuando se forman nuevos enlaces. Para los enlaces iónicos, la energía reticular es la energía req
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- 7.6: La estructura molecular y la polaridad
- La teoría VSEPR predice la disposición tridimensional de los átomos en una molécula. Establece que los electrones de valencia asumirán una geometría de pares de electrones que minimiza las repulsiones entre áreas de alta densidad de electrones (enlaces y/o pares solitarios). La estructura molecular, o la colocación de átomos en una molécula, es equivalente a la geometría de pares de electrones solo cuando no hay pares de electrones solitarios alrededor del átomo central.
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- 7.E: El enlace químico y la geometría molecular (Ejercicios)
- Estos son ejercicios de tarea para acompañar el Mapa de texto creado para "Química" por OpenStax. Se pueden encontrar bancos de preguntas de química general complementaria para otros mapas de texto y se puede acceder aquí. Además de estas preguntas disponibles públicamente, el acceso al banco privado de problemas para su uso en exámenes y tareas está disponible para los profesores solo de manera individual; comuníquese con Delmar Larsen para obtener una cuenta con permiso de acceso.
Contributors and Attributions
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Paul Flowers (Universidad de Carolina del Norte - Pembroke), Klaus Theopold (Universidad de Delaware) y Richard Langley (Stephen F. Austin Universidad del Estado) con autores contribuyentes. Contenido del libro de texto producido por la Universidad de OpenStax tiene licencia de Atribución de Creative Commons Licencia 4.0 licencia. Descarge gratis en http://cnx.org/contents/85abf193-2bd...a7ac8df6@9.110) ."
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Ana Martinez ( amartinez02@saintmarys.edu ) contribuyó a la traducción de este texto.