6: Unión química - pares de electrones y octetos
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Las teorías de la unión química involucran invariablemente electrones. Cuando un átomo se acerca a otro, los electrones de valencia, que se encuentran en las regiones más externas de los átomos, interactúan mucho antes de que los núcleos puedan acercarse. Los electrones son los componentes menos masivos de un átomo, por lo que pueden reubicarse para producir fuerzas electrostáticas que mantienen unidos a los átomos. Según la ley de Coulomb, tales fuerzas electrostáticas o coulómbicas son bastante grandes cuando las cargas están separadas por distancias de unos pocos cientos de picómetros, del tamaño de un átomo. Las fuerzas coulómbicas, entonces, son bastante capaces de explicar las fortalezas de los enlaces por los cuales se mantienen unidos los átomos.
- 6.1: Preludio a la unión química
- Las teorías de la unión química involucran invariablemente electrones. Cuando un átomo se acerca a otro, los electrones de valencia, que se encuentran en las regiones más externas de los átomos, interactúan mucho antes de que los núcleos puedan acercarse. Los electrones son los componentes menos masivos de un átomo, por lo que pueden reubicarse para producir fuerzas electrostáticas que mantienen unidos a los átomos.
- 6.2: Unión Iónica
- La unión iónica implica la transferencia de un electrón de un átomo (que se convierte en un catión cargado positivamente) a otro (que se convierte en un anión cargado negativamente). Los dos iones se atraen fuertemente para formar una red cristalina.
- 6.3: La energía y la formación de iones
- La formación de un par iónico por transferencia de un electrón de un átomo de Li a un átomo de H da como resultado una disminución general de la energía total de los dos núcleos y cuatro electrones involucrados.
- 6.4: La Celosía de Cristal Iónico
- La formación de dicha red cristalina iónica da como resultado una energía potencial menor que la que es posible si los iones solo se agrupan en pares.
- 6.5: Configuraciones de iones y electrones de gas noble
- Los iones a menudo se forman de formas características, con el objetivo de lograr la configuración del gas noble
- 6.6: Energías de ionización
- Si las energías de ionización de los elementos se trazan contra el número atómico, se observa una característica obvia por la cual los elementos con las energías de ionización más altas son los gases nobles. Dado que la energía de ionización mide la energía que debe suministrarse para eliminar un electrón, estos altos valores hacen que sea difícil eliminar un electrón de un átomo de un gas noble.
- 6.7: Ionización de elementos de transición y transición interna
- Además, las mediciones experimentales muestran que para los elementos de transición y transición interna los electrones perdidos cuando ocurre la ionización no son los últimos que se agregaron para construir la configuración de electrones atómicos. En cambio, los electrones generalmente se eliminan primero de la subcapa que tiene el mayor número cuántico principal.
- 6.8: Afinidades de electrones
- Las afinidades de los electrones son más difíciles de medir experimentalmente que las energías de ionización, y hay muchos menos valores disponibles. La relación de la tabla periódica con aquellas afinidades de electrones que se han medido o estimado a partir de cálculos se puede ver en la tabla de energías de ionización y afinidades de electrones, que se ve a continuación.
- 6.9: Compuestos iónicos binarios y sus propiedades
- Todos los compuestos iónicos tienen numerosas propiedades en común. En consecuencia, la capacidad de reconocer un compuesto iónico a partir de su fórmula le permitirá predecir muchas de sus propiedades. Esto suele ser posible en el caso de un compuesto binario (uno que contiene sólo dos elementos), ya que la formación de un compuesto iónico binario impone restricciones bastante severas a los elementos involucrados.
- 6.10: La regla del octeto
- Un método conveniente para hacer esto es considerar el compuesto como formado a partir de sus átomos y usar diagramas de Lewis. Entonces se puede aplicar la regla del octeto. Cada átomo debe perder o ganar electrones para lograr un octeto. Además, todos los electrones perdidos por un tipo de átomo deben ser ganados por el otro.
- 6.11: Propiedades Físicas
- Los compuestos iónicos tienen ciertas características físicas que los distinguen de otros compuestos. Factores físicos como el punto de fusión, solubilidad y más se discuten en relación con los compuestos iónicos.
- 6.12: Propiedades Químicas
- La característica química más importante de los compuestos iónicos es que cada ion tiene sus propias propiedades. Tales propiedades son distintas de las del átomo del que se derivó el ión.
- 6.13: El Enlace Covalente
- La formación de un enlace iónico por transferencia completa de un electrón de un átomo a otro solo es posible para un conjunto bastante restringido de elementos. El enlace covalente, en el que ninguno de los dos átomos pierde el control completo sobre sus electrones de valencia, es mucho más común. En un enlace covalente los electrones ocupan una región de espacio entre los dos núcleos y se dice que son compartidos por ellos.
- 6.14: Las moléculas covalentes y la regla del octeto
- La idea de que una molécula podría ser mantenida unida por un par compartido de electrones fue sugerida por primera vez por Lewis en 1916. Aunque Lewis nunca ganó el premio Nobel por esta o sus muchas otras teorías, el par compartido de electrones es sin embargo una de las contribuciones más significativas a la química de todos los tiempos. La mecánica de las olas seguía siendo de 10 años en el futuro, por lo que Lewis no pudo dar ninguna descripción matemática de exactamente cómo era posible compartir electrones.
- 6.15: Escribir estructuras de Lewis para moléculas
- Las estructuras de Lewis, aunque rudimentarias, permiten a los científicos mostrar rápidamente un compuesto y hacer inferencias en cuanto a su estructura 3D.
- 6.16: Ejemplos de estructuras de Lewis
- Las estructuras de Lewis pueden ser complicadas, y esta página contiene una variedad de ejemplos para mejorar su comprensión de cómo funcionan usando una variedad de elementos diferentes.
- 6.17: Iones Poliatómicos
- Los iones poliatómicos, comunes en cualquier laboratorio, contienen varios átomos unidos covalentemente entre sí. A menudo, estos iones se cargan y se combinan con metales para formar enlaces iónicos.
- 6.18: Compuestos iónicos que contienen iones poliatómicos
- Los iones poliatómicos están en todas partes y esta página te presenta iones poliatómicos familiares que a menudo forman enlaces iónicos.
- 6.19: Tamaños atómicos
- El tamaño atómico cambia de manera predecible a medida que uno se mueve por la tabla periódica. En esta sección, aprendemos las tendencias periódicas del tamaño atómico.
- 6.20: Tamaños Iónicos
- La pérdida o adición de electrones (también conocido como ionización) cambia el tamaño atómico. Sigue leyendo para saber cómo y por qué.