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ENLACES
                  QUÍMICOS
Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en una
molécula.
El enlace químico
   Se describieron dos clases de enlaces
    químicos (fuerzas intramoleculares): el enlace
    iónico y el enlace covalente, ambos enlaces
    surgen de la tendencia de los átomos a
    alcanzar la configuración electrónica
    estable.




                 http://2.bp.blogspot.com/
Enlace iónico
   El enlace iónico resulta de la transferencia de
    electrones. La atracción electrostática entre
    iones de carga opuesta, el cual es típico en
    las sales formadas por combinación de
    elementos metálicos (elementos
    electropositivos) del extremo izquierdo de la
    tabla periódica con los elementos no metálicos
    (elementos electronegativos) del extremo
    derecho.
Enlace iónico
   El enlace iónico se presenta entre dos átomos
    causado por la atracción electrostática entre
    iones con carga positiva (catión) y negativa
    (anión).

   La electronegatividad es la capacidad de un
    átomo para atraer sus electrones de capa
    externa y los electrones en general.
Electronegatividad y la tabla
                periódica

   La electronegatividad crece de izquierda a
    derecha dentro de un periodo, ya que el
    número de protones en el núcleo aumenta y
    los electrones se encuentran en el mismo
    nivel de energía.
   La electronegatividad disminuye de arriba
    hacia abajo dentro de un grupo, aunque
    aumenta la carga nuclear, porque la capa
    externa esta cada vez más lejos del núcleo y
    está protegida del núcleo por los electrones de
    las capas interiores.
Electronegatividad y la tabla
                  periódica
   Los elementos de la
    izquierda tienden a
    perder electrones
    (electronegatividad
    baja), en el enlace
    iónico.
   Los elementos de la
    derecha tienden a
    ganar electrones
    (electronegatividad
    alta), en el enlace
    iónico.        http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_iii/concep
                           tos/electronegatividad.gif
Ejemplo Cloruro de sodio
               (NaCl)
   El sodio (3s1) puede obtener una capa externa
    completa de ocho electrones ganando siete o
    perdiendo uno.
   El cloro (3s2 3p5) puede alcanzar un octeto de
    electrones ganando uno o perdiendo siete
    electrones.
  La más sencilla de las
posibilidades ocurre
transfiriendo un electrón del
sodio al cloro, lo que da
como resultado una capa
exterior completa para cada uno.
Fórmula de electrón-punto de los
       iones (estructura de Lewis)
   La formación de iones se puede representar
    de manera sencilla con la ayuda de fórmulas
    electrón-punto, en las que los electrones de la
    capa externa de los átomos en cuestión se
    representan con puntos, tanto enlazantes
    (forma enlaces) como no enlazantes.




                                         http://lh5.ggpht.com
Enlace covalente
         El enlace covalente resulta de compartir
          electrones entre átomos de electronegatividad
          similar, la fuerza de unión es la atracción
          electrostática, entre cada electrón y ambos
          núcleos.
         El enlace covalente es típico de los
          compuestos del carbono; es el enlace de
          mayor importancia en la química orgánica.



http://img.webme.com/pic/p/proyectodequimica/molecula_agua01.
Formación del enlace covalente
   Para que se forme un enlace covalente, deben
    ubicarse dos átomos de manera tal que el
    orbital de uno de ellos solape al orbital del
    otro; cada orbital debe contener solo un
    electrón.

   Cuando esto sucede, ambos orbitales
    atómicos se combinan para formar un solo
    orbital de enlace ocupado por ambos
    electrones, que deben tener espines opuestos
    para que estén apareados.
Formación del enlace covalente



   Cada electrón dispone del orbital de enlace
    entero, por lo que puede considerarse como
    perteneciente a ambos núcleos atómicos.
   La disposición de electrones y núcleos en un
    enlace covalente contiene menos energía, por
    lo que es más estable.

                   http://132.248.103.112/organica/teoria1411/2_files/slide0006_image023.gif
Formación del enlace covalente
   La formación de un enlace covalente va
    acompañada de liberación de energía.

   La energía de disociación de enlace es la
    cantidad de energía (por mol) desprendida en
    la formación del enlace o la energía necesaria
    para romperlo.

   Cuanto mayor sea el solapamiento de
    orbitales atómicos, más fuerte será el enlace.
Electrones de valencia
   Los electrones de valencia son los de la capa
    externa de un átomo.
   Valencia: Número de enlaces covalentes que
    puede formar un átomo.
       Elementos más frecuentes   Número de enlaces
       en los compuestos          covalentes
       orgánicos
                   C                         4
                   N                         3
                   H                         1
                  O, S                       2
               F, Cl, Br, I                  1
Electrones de valencia
   La valencia
    requerida de un
    átomo se puede
    alcanzar
    utilizando enlaces
    sencillos (un par
    de electrones
    compartidos),
    dobles enlaces
    (dos pares de
    electrones
    compartidos) o
    triples enlaces
    (tres pares de
               http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B1_BIOQUIMICA/t11_biomol
    electrones eculas/diapositivas/Diapositiva21.JPG
Fórmula línea-enlace
   Fórmula línea-enlace es una representación
    molecular en la que se utiliza una línea para
    representar el par de electrones enlazantes.




                         http://www.scientificpsychic.com/fitness/butyricacid.
Enlaces covalentes polares y no
               polares
   Un enlace covalente polar se presenta entre dos
    átomos de diferente electronegatividad, lo que
    causa que un átomo tenga mayor atracción por el
    par o pares enlazantes y que, por tanto, exista
    separación de carga parciales dentro del enlace.
   Los elementos que están a la derecha del
    carbono son más electronegativos y los que están
    a la izquierda son menos electronegativos.

     + -      + -         + -         -   +     + -
    H–O      C Cl               N=O           C B
    CN
Enlaces covalentes polares y no
               polares
   El carbono y el hidrógeno tienen
    electronegatividad similar, por lo tanto sus
    enlaces son covalentes no polares, al igual
    que los enlaces carbono-carbono.

   El concepto de enlaces polares y cargas
    parciales se utiliza con frecuencia para
    predecir y explicar reacciones de compuestos
    orgánicos.
Formación de enlaces
             covalentes
   Se consigue por el traslape de orbitales
    atómicos, cada uno con un electrón, para
    formar un orbital molecular, que se compone
    de dos electrones con espín apareado.

   Existen dos tipos:
     Enlaces sigma
     Enlaces pi
Enlace sigma
   Enlace sigma ( ): Se forma por el traslape cabeza
    con cabeza de orbitales atómicos, un enlace de este
    tipo se forma por el traslape de orbitales s, como el
    hidrógeno; el traslape extremo con extremo de
    orbitales p, como en el cloro; o el traslape s-p como
    en el cloruro de hidrógeno.




                                        http://www.100ciaquimica.net/image
                                        s/
Enlace pi
        Enlace pi ( ): Se forma cuando se traslapan
         orbitales p paralelos, cada uno con un
         electrón, en dos posiciones.




http://ocwus.us.es/quimica-organica/quimica-organica-
Formación de H2
   Cada átomo de hidrógeno tiene un electrón
    que ocupa el orbital 1s (esférico).
   Para que se pueda formar un enlace ambos
    átomos deben acercarse lo suficiente para
    producir el solapamiento de los orbitales
    atómicos.
   En este caso, el sistema más estable resulta
    cuando la distancia entre los núcleos es de
    0.74Å, denominada longitud de enlace.
   La molécula de hidrógeno resultante contiene
    una fuerza de 104kcal/mol.
Ejemplo: formación de H2
   El orbital resultante del solapamiento tiene la
    forma que se espera de la fusión de dos
    orbitales s, tiene aspecto de salchicha.




   Los orbitales de enlace que tienen este
    aspecto, se denominan orbitales (sigma) y
    los enlaces correspondientes son los enlaces
      .
                      http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnatural
Formas de las moléculas
             orgánicas
   Los átomos están orientados en una molécula de
    tal manera que se reduce al mínimo la repulsión
    entre pares de electrones.

   Los átomos y los pares de electrones no
    enlazantes unidos a un átomo de carbono central
    común están dispuestos tan separados en el
    espacio como es posible.

   Cuando un átomo de carbono tiene cuatro grupos
    enlazados tendrán la forma de un tetraedro, un
    triángulo cuando son tres y una línea recta si son
    dos.
Geometría molecular del
      carbono
               Tetraédrica




               Trigonal plana




               Lineal
                         http://1.bp.blogspot.com
Configuración electrónica del
                carbono
   El carbono tiene cuatro electrones en su capa
    externa, dos en el orbital 2s y uno en cada uno de
    los orbitales 2px y 2py.

   La tetravalencia del carbono se explica
    promoviendo un electrón 2s al orbital 2pz, para
    crear cuatro electrones no apareados durante el
    enlazamiento (hibridación).

   Puesto que la formación de enlaces es un
    proceso que libera energía y la formación de
    cuatro enlaces crea un octeto estable en la capa
    externa del carbono, el proceso total es
    energéticamente favorable.
Carbono unido a cuatro átomos
           (orbitales sp3)
   Cuando un carbono está unido a cuatro
    átomos, por ejemplo en el metano (CH4), adopta
    una geometría tetraédrica, más estable, los
    orbitales de la capa externa se hibridan, o
    mezclan, para formar cuatro orbitales nuevos
    equivalentes y forman entre sí el ángulo ideal de
    109.5°.

   Los nuevos orbitales híbridos se llaman orbitales
    sp3, porque se formaron a partir de un orbital s y
    los tres orbitales p, estos orbitales establecen
    cuatro enlaces sigma.
Orbital sp3




                            http://www.grandinetti.org/resources/Teaching/C
http://3.bp.blogspot.com/   hem121/Lectures/OrbitalHybridization/sp3.gif
Carbono unido a tres átomos
            (orbitales sp2)
   Cuando un carbono se une a tres átomos, por
    ejemplo en el eteno (CH2=CH2) adopta una
    geometría trigonal, con ángulos de enlace de 120°.

   En este caso hay que hibridar tres de los cuatro
    orbitales, puesto que solo tenemos que distribuir tres
    átomos enlazados. El orbital s y dos de los orbitales p
    se combinan para formar tres nuevos orbitales
    híbridos sp2, los cuatro enlaces del carbono están
    formados entonces por tres enlaces sigma y un
    enlace pi formado con el orbital p que no está
    hibridizado.

   De esta forma, un doble enlace se compone de un
    enlace sigma y un enlace pi, que tiene lugar por
    arriba y por debajo del plano
Orbitales sp2




http://3.bp.blogspot.com
Carbono unido a dos átomos
            (orbitales sp)
   Cuando un carbono está unido a dos átomos, por
    ejemplo en el acetileno (CH CH), adopta una
    geometría planar con un ángulo de 180°.

   En este caso se hibridiza el orbital s con uno de los
    orbitales p para formar orbitales híbridos sp y dejando
    dos orbitales p sin hibridizar. Los cuatro enlaces del
    carbono están formados entonces por dos enlaces
    sigma y dos pi, uno por arriba y por debajo y el otro
    delante y detrás del enlace sigma central.

   De esto modo un triple enlace está formado por un
    enlace sigma y dos enlaces pi. Un cilindro virtual de
    electrones que rodea los dos carbonos que
Orbitales híbridos sp




    http://132.248.103.112/organica/teoria1411/2_files/slide0016_image043.gif
Resumen

    1.- Geometría e hibridación: un carbono con
a.    Cuatro grupos unidos a él es tetrédrico, con
      hibridación sp3 y ángulos de enlace de
      109.5°.
b.    Tres grupos unidos a él es trigonal, con
      hibridación sp2 y ángulos de enlace de 120°.
c.    Dos grupos unidos a él es lineal, con
      hibridación sp y ángulo de enlace de 180°.
Resumen

    2.- Tipos de enlaces:
a.    Todos los enlaces sencillos son enlaces
      sigma.
b.    Un doble enlace se compone de un enlace
      sigma y un enlace pi.
c.    Un triple enlace se compone de un enlace
      sigma y dos enlaces pi.
Resumen
   3.- Fuerza de enlace:

                CC > C=C > C-C

   4.- Longitud de enlace:

               C-C > C=C > CC
Tabla de enlaces
Ejemplo            CH3-CH3       CH2=CH2            CH CH
Número de          4             3                  2
átomos unidos al
carbono central
Hibridación        sp3           sp2                sp
Geometría          Tetraédrica   Trigonal           Lineal
Ángulos de         109.5°        120°               180°
enlace
Tipos de enlace    4 sencillos   2 sencillos y un   1 sencillo y un
en torno al                      doble              triple
carbono
Orbitales          4             3     y1           2 y2
moleculares
Longitud del       1.54Å         1.34Å              1.20Å
enlace carbono-
carbono
Formación de enlaces con oxígeno
           y nitrógeno
   El oxígeno y el nitrógeno pueden formar
    enlaces y . Los átomos se hibridan y
    muestran geometrías moleculares
    congruentes con el número de grupos
    enlazados.

   La diferencia que tienen con el carbono es
    que, tanto el oxígeno como el nitrógeno,
    tienen pares de electrones no enlazantes. El
    nitrógeno tiene un par y el oxígeno tiene dos
    pares. Ya que estos pares de electrones
    ocupan espacio, influyen en la geometría de la
Formación de enlaces con
              oxígeno
   Vamos a observar el ejemplo del metanol
    (alcohol de madera) y el formaldehído
    (conservador biológico).




        Metanol               Formaldehído
Metanol
   El oxígeno del metanol tiene dos enlaces
    sencillos y dos pares de electrones no
    enlazantes, esto constituye cuatro grupos, por
    lo tanto el oxígeno tiene hibridación sp3 y es
    tetraédrico.

   Dos de los orbitales poseen un electrón
    formando enlaces y los otros dos orbitales
    están ocupados cada uno por un par de
    electrones no enlazantes.
Formaldehído
   En el formaldehído hay un carbono unido por
    doble enlace y dos pares de electrones no
    enlazantes. El oxígeno tiene una hibridación
    sp2 por lo cual es trigonal.

   Dos de los tres orbitales sp2 ocupados por
    pares de electrones no enlazantes, el orbital
    sp2 restante y el orbital p no hibridado forman
    el doble enlace.
Patrones del oxígeno
Formación de enlaces con
               nitrógeno
   Se puede emplear un razonamiento similar
    para el nitrógeno. Además de su par de
    electrones no enlazante, el nitrógeno puede
    tener uno, dos o tres átomos enlazados y
    muestra hibridaciones sp, sp2 y sp3
    respectivamente.




    http://patentados.com/img/2010/08-descripcion/proceso-para-la-preparacion-de-aminas-
Patrones del nitrógeno
Puentes de disulfuro
   El puente de disulfuro en un enlace covalente
    S-S formado entre moléculas que contengan
    en su estructura R-SH. Este enlace es muy
    importante para mantener la estructura
    tridimensional de las proteínas.




                         http://www.maph49.galeon.com/biomol1/sufgps.
Enlaces covalentes de algunos
        bioelementos




     http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B1_BIOQUIMICA
Fuerzas intermoleculares
   Son fuerzas de atracción entre las moléculas,
    su mayor influencia se ejerce cuando son
    líquidos y sólidos, estás fuerzas están
    clasificadas como:
   Fuerzas de Van-der-Waals
     Fuerzas dipolo-dipolo
     Fuerzas dipolo-dipolo inducido
     Fuerzas de dispersión

   Puentes de hidrógeno
   Ion-dipolo
   Puente salino
Fuerzas de Van-der-Waals
   Fuerzas dipolo-dipolo y dipolo-dipolo inducido:
    Son fuerzas de atracción entre moléculas
    polares, o que poseen momentos dipolares,
    son electrostáticas. A mayor momento dipolar
    mayor será la fuerza de enlace.




                        http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-los-
Fuerzas de dispersión (Fuerzas de
            London)
   Fuerzas de atracción que se generan a partir
    de los dipolos temporales inducidos en los
    átomos o moléculas.
   Por ejemplo a temperaturas muy bajas, este
    tipo de fuerzas mantienen unidos a los átomos
    de Helio y también explica la atracción entre
    moléculas no polares.
Puentes de hidrógeno
   Tipo especial de interacción dipolo-dipolo
    entre el átomo de hidrógeno de un enlace
    polar, como N-H, O-H o F-H, y un átomo
    electronegativo de O, N o F (contienen pares
    de electrones no enlazantes).
   Los puentes de hidrógeno son más fuertes
    que los de dipolo-dipolo y tienen un fuerte
    efecto en la estructura y propiedades de
    muchos compuestos.
Fuerzas ion-dipolo

   La interacción atractiva ejercida cuando un ion
    se acerca a un átomo provoca que la
    distribución electrónica del átomo se
    distorsione, dando lugar a un dipolo.




                           http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral
Puente salino
        Interacción iónica entre las cadenas laterales
         de aminoácidos ácidos y básicos (positivos y
         negativos) que estabiliza las estructuras
         terciaria y cuaternaria de las proteínas.

Observa:
     iones
   dipolos




http://www.comoves.unam.mx                   http://4.bp.blogspot.com
Tarea
   Revisa la siguiente liga de internet!!!

http://medicina.usac.edu.gt/quimica/enla
ce/Fuerzas_Intermoleculares.htm

http://medicina.usac.edu.gt/quimica/enla
ce/Enlace_Covalente.htm
Bibliografía
 Chang, R., (2010), Química, 10ª. Ed.,
  China, McGraw-Hill.
 Bailey, P. (1998), Química Orgánica.

  Conceptos y aplicaciones, 5ta. Ed.,
  México, Pearson Educación.
 Morrison, R. (1998), Química Orgánica,
  5ta. Ed., México, Pearson Addison
  Wesley.

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Enlaces químicos: tipos de enlaces y su formación

  • 1. ENLACES QUÍMICOS Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en una molécula.
  • 2. El enlace químico  Se describieron dos clases de enlaces químicos (fuerzas intramoleculares): el enlace iónico y el enlace covalente, ambos enlaces surgen de la tendencia de los átomos a alcanzar la configuración electrónica estable. http://2.bp.blogspot.com/
  • 3. Enlace iónico  El enlace iónico resulta de la transferencia de electrones. La atracción electrostática entre iones de carga opuesta, el cual es típico en las sales formadas por combinación de elementos metálicos (elementos electropositivos) del extremo izquierdo de la tabla periódica con los elementos no metálicos (elementos electronegativos) del extremo derecho.
  • 4. Enlace iónico  El enlace iónico se presenta entre dos átomos causado por la atracción electrostática entre iones con carga positiva (catión) y negativa (anión).  La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer sus electrones de capa externa y los electrones en general.
  • 5. Electronegatividad y la tabla periódica  La electronegatividad crece de izquierda a derecha dentro de un periodo, ya que el número de protones en el núcleo aumenta y los electrones se encuentran en el mismo nivel de energía.  La electronegatividad disminuye de arriba hacia abajo dentro de un grupo, aunque aumenta la carga nuclear, porque la capa externa esta cada vez más lejos del núcleo y está protegida del núcleo por los electrones de las capas interiores.
  • 6. Electronegatividad y la tabla periódica  Los elementos de la izquierda tienden a perder electrones (electronegatividad baja), en el enlace iónico.  Los elementos de la derecha tienden a ganar electrones (electronegatividad alta), en el enlace iónico. http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_iii/concep tos/electronegatividad.gif
  • 7. Ejemplo Cloruro de sodio (NaCl)  El sodio (3s1) puede obtener una capa externa completa de ocho electrones ganando siete o perdiendo uno.  El cloro (3s2 3p5) puede alcanzar un octeto de electrones ganando uno o perdiendo siete electrones.  La más sencilla de las posibilidades ocurre transfiriendo un electrón del sodio al cloro, lo que da como resultado una capa exterior completa para cada uno.
  • 8. Fórmula de electrón-punto de los iones (estructura de Lewis)  La formación de iones se puede representar de manera sencilla con la ayuda de fórmulas electrón-punto, en las que los electrones de la capa externa de los átomos en cuestión se representan con puntos, tanto enlazantes (forma enlaces) como no enlazantes. http://lh5.ggpht.com
  • 9. Enlace covalente  El enlace covalente resulta de compartir electrones entre átomos de electronegatividad similar, la fuerza de unión es la atracción electrostática, entre cada electrón y ambos núcleos.  El enlace covalente es típico de los compuestos del carbono; es el enlace de mayor importancia en la química orgánica. http://img.webme.com/pic/p/proyectodequimica/molecula_agua01.
  • 10. Formación del enlace covalente  Para que se forme un enlace covalente, deben ubicarse dos átomos de manera tal que el orbital de uno de ellos solape al orbital del otro; cada orbital debe contener solo un electrón.  Cuando esto sucede, ambos orbitales atómicos se combinan para formar un solo orbital de enlace ocupado por ambos electrones, que deben tener espines opuestos para que estén apareados.
  • 11. Formación del enlace covalente  Cada electrón dispone del orbital de enlace entero, por lo que puede considerarse como perteneciente a ambos núcleos atómicos.  La disposición de electrones y núcleos en un enlace covalente contiene menos energía, por lo que es más estable. http://132.248.103.112/organica/teoria1411/2_files/slide0006_image023.gif
  • 12. Formación del enlace covalente  La formación de un enlace covalente va acompañada de liberación de energía.  La energía de disociación de enlace es la cantidad de energía (por mol) desprendida en la formación del enlace o la energía necesaria para romperlo.  Cuanto mayor sea el solapamiento de orbitales atómicos, más fuerte será el enlace.
  • 13. Electrones de valencia  Los electrones de valencia son los de la capa externa de un átomo.  Valencia: Número de enlaces covalentes que puede formar un átomo. Elementos más frecuentes Número de enlaces en los compuestos covalentes orgánicos C 4 N 3 H 1 O, S 2 F, Cl, Br, I 1
  • 14. Electrones de valencia  La valencia requerida de un átomo se puede alcanzar utilizando enlaces sencillos (un par de electrones compartidos), dobles enlaces (dos pares de electrones compartidos) o triples enlaces (tres pares de http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B1_BIOQUIMICA/t11_biomol electrones eculas/diapositivas/Diapositiva21.JPG
  • 15. Fórmula línea-enlace  Fórmula línea-enlace es una representación molecular en la que se utiliza una línea para representar el par de electrones enlazantes. http://www.scientificpsychic.com/fitness/butyricacid.
  • 16. Enlaces covalentes polares y no polares  Un enlace covalente polar se presenta entre dos átomos de diferente electronegatividad, lo que causa que un átomo tenga mayor atracción por el par o pares enlazantes y que, por tanto, exista separación de carga parciales dentro del enlace.  Los elementos que están a la derecha del carbono son más electronegativos y los que están a la izquierda son menos electronegativos. + - + - + - - + + - H–O C Cl N=O C B CN
  • 17. Enlaces covalentes polares y no polares  El carbono y el hidrógeno tienen electronegatividad similar, por lo tanto sus enlaces son covalentes no polares, al igual que los enlaces carbono-carbono.  El concepto de enlaces polares y cargas parciales se utiliza con frecuencia para predecir y explicar reacciones de compuestos orgánicos.
  • 18. Formación de enlaces covalentes  Se consigue por el traslape de orbitales atómicos, cada uno con un electrón, para formar un orbital molecular, que se compone de dos electrones con espín apareado.  Existen dos tipos:  Enlaces sigma  Enlaces pi
  • 19. Enlace sigma  Enlace sigma ( ): Se forma por el traslape cabeza con cabeza de orbitales atómicos, un enlace de este tipo se forma por el traslape de orbitales s, como el hidrógeno; el traslape extremo con extremo de orbitales p, como en el cloro; o el traslape s-p como en el cloruro de hidrógeno. http://www.100ciaquimica.net/image s/
  • 20. Enlace pi  Enlace pi ( ): Se forma cuando se traslapan orbitales p paralelos, cada uno con un electrón, en dos posiciones. http://ocwus.us.es/quimica-organica/quimica-organica-
  • 21. Formación de H2  Cada átomo de hidrógeno tiene un electrón que ocupa el orbital 1s (esférico).  Para que se pueda formar un enlace ambos átomos deben acercarse lo suficiente para producir el solapamiento de los orbitales atómicos.  En este caso, el sistema más estable resulta cuando la distancia entre los núcleos es de 0.74Å, denominada longitud de enlace.  La molécula de hidrógeno resultante contiene una fuerza de 104kcal/mol.
  • 22. Ejemplo: formación de H2  El orbital resultante del solapamiento tiene la forma que se espera de la fusión de dos orbitales s, tiene aspecto de salchicha.  Los orbitales de enlace que tienen este aspecto, se denominan orbitales (sigma) y los enlaces correspondientes son los enlaces . http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnatural
  • 23. Formas de las moléculas orgánicas  Los átomos están orientados en una molécula de tal manera que se reduce al mínimo la repulsión entre pares de electrones.  Los átomos y los pares de electrones no enlazantes unidos a un átomo de carbono central común están dispuestos tan separados en el espacio como es posible.  Cuando un átomo de carbono tiene cuatro grupos enlazados tendrán la forma de un tetraedro, un triángulo cuando son tres y una línea recta si son dos.
  • 24. Geometría molecular del carbono  Tetraédrica  Trigonal plana  Lineal http://1.bp.blogspot.com
  • 25. Configuración electrónica del carbono  El carbono tiene cuatro electrones en su capa externa, dos en el orbital 2s y uno en cada uno de los orbitales 2px y 2py.  La tetravalencia del carbono se explica promoviendo un electrón 2s al orbital 2pz, para crear cuatro electrones no apareados durante el enlazamiento (hibridación).  Puesto que la formación de enlaces es un proceso que libera energía y la formación de cuatro enlaces crea un octeto estable en la capa externa del carbono, el proceso total es energéticamente favorable.
  • 26. Carbono unido a cuatro átomos (orbitales sp3)  Cuando un carbono está unido a cuatro átomos, por ejemplo en el metano (CH4), adopta una geometría tetraédrica, más estable, los orbitales de la capa externa se hibridan, o mezclan, para formar cuatro orbitales nuevos equivalentes y forman entre sí el ángulo ideal de 109.5°.  Los nuevos orbitales híbridos se llaman orbitales sp3, porque se formaron a partir de un orbital s y los tres orbitales p, estos orbitales establecen cuatro enlaces sigma.
  • 27. Orbital sp3 http://www.grandinetti.org/resources/Teaching/C http://3.bp.blogspot.com/ hem121/Lectures/OrbitalHybridization/sp3.gif
  • 28. Carbono unido a tres átomos (orbitales sp2)  Cuando un carbono se une a tres átomos, por ejemplo en el eteno (CH2=CH2) adopta una geometría trigonal, con ángulos de enlace de 120°.  En este caso hay que hibridar tres de los cuatro orbitales, puesto que solo tenemos que distribuir tres átomos enlazados. El orbital s y dos de los orbitales p se combinan para formar tres nuevos orbitales híbridos sp2, los cuatro enlaces del carbono están formados entonces por tres enlaces sigma y un enlace pi formado con el orbital p que no está hibridizado.  De esta forma, un doble enlace se compone de un enlace sigma y un enlace pi, que tiene lugar por arriba y por debajo del plano
  • 30. Carbono unido a dos átomos (orbitales sp)  Cuando un carbono está unido a dos átomos, por ejemplo en el acetileno (CH CH), adopta una geometría planar con un ángulo de 180°.  En este caso se hibridiza el orbital s con uno de los orbitales p para formar orbitales híbridos sp y dejando dos orbitales p sin hibridizar. Los cuatro enlaces del carbono están formados entonces por dos enlaces sigma y dos pi, uno por arriba y por debajo y el otro delante y detrás del enlace sigma central.  De esto modo un triple enlace está formado por un enlace sigma y dos enlaces pi. Un cilindro virtual de electrones que rodea los dos carbonos que
  • 31. Orbitales híbridos sp http://132.248.103.112/organica/teoria1411/2_files/slide0016_image043.gif
  • 32. Resumen  1.- Geometría e hibridación: un carbono con a. Cuatro grupos unidos a él es tetrédrico, con hibridación sp3 y ángulos de enlace de 109.5°. b. Tres grupos unidos a él es trigonal, con hibridación sp2 y ángulos de enlace de 120°. c. Dos grupos unidos a él es lineal, con hibridación sp y ángulo de enlace de 180°.
  • 33. Resumen  2.- Tipos de enlaces: a. Todos los enlaces sencillos son enlaces sigma. b. Un doble enlace se compone de un enlace sigma y un enlace pi. c. Un triple enlace se compone de un enlace sigma y dos enlaces pi.
  • 34. Resumen  3.- Fuerza de enlace: CC > C=C > C-C  4.- Longitud de enlace: C-C > C=C > CC
  • 35. Tabla de enlaces Ejemplo CH3-CH3 CH2=CH2 CH CH Número de 4 3 2 átomos unidos al carbono central Hibridación sp3 sp2 sp Geometría Tetraédrica Trigonal Lineal Ángulos de 109.5° 120° 180° enlace Tipos de enlace 4 sencillos 2 sencillos y un 1 sencillo y un en torno al doble triple carbono Orbitales 4 3 y1 2 y2 moleculares Longitud del 1.54Å 1.34Å 1.20Å enlace carbono- carbono
  • 36. Formación de enlaces con oxígeno y nitrógeno  El oxígeno y el nitrógeno pueden formar enlaces y . Los átomos se hibridan y muestran geometrías moleculares congruentes con el número de grupos enlazados.  La diferencia que tienen con el carbono es que, tanto el oxígeno como el nitrógeno, tienen pares de electrones no enlazantes. El nitrógeno tiene un par y el oxígeno tiene dos pares. Ya que estos pares de electrones ocupan espacio, influyen en la geometría de la
  • 37. Formación de enlaces con oxígeno  Vamos a observar el ejemplo del metanol (alcohol de madera) y el formaldehído (conservador biológico). Metanol Formaldehído
  • 38. Metanol  El oxígeno del metanol tiene dos enlaces sencillos y dos pares de electrones no enlazantes, esto constituye cuatro grupos, por lo tanto el oxígeno tiene hibridación sp3 y es tetraédrico.  Dos de los orbitales poseen un electrón formando enlaces y los otros dos orbitales están ocupados cada uno por un par de electrones no enlazantes.
  • 39. Formaldehído  En el formaldehído hay un carbono unido por doble enlace y dos pares de electrones no enlazantes. El oxígeno tiene una hibridación sp2 por lo cual es trigonal.  Dos de los tres orbitales sp2 ocupados por pares de electrones no enlazantes, el orbital sp2 restante y el orbital p no hibridado forman el doble enlace.
  • 41. Formación de enlaces con nitrógeno  Se puede emplear un razonamiento similar para el nitrógeno. Además de su par de electrones no enlazante, el nitrógeno puede tener uno, dos o tres átomos enlazados y muestra hibridaciones sp, sp2 y sp3 respectivamente. http://patentados.com/img/2010/08-descripcion/proceso-para-la-preparacion-de-aminas-
  • 43. Puentes de disulfuro  El puente de disulfuro en un enlace covalente S-S formado entre moléculas que contengan en su estructura R-SH. Este enlace es muy importante para mantener la estructura tridimensional de las proteínas. http://www.maph49.galeon.com/biomol1/sufgps.
  • 44. Enlaces covalentes de algunos bioelementos http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B1_BIOQUIMICA
  • 45. Fuerzas intermoleculares  Son fuerzas de atracción entre las moléculas, su mayor influencia se ejerce cuando son líquidos y sólidos, estás fuerzas están clasificadas como:  Fuerzas de Van-der-Waals  Fuerzas dipolo-dipolo  Fuerzas dipolo-dipolo inducido  Fuerzas de dispersión  Puentes de hidrógeno  Ion-dipolo  Puente salino
  • 46. Fuerzas de Van-der-Waals  Fuerzas dipolo-dipolo y dipolo-dipolo inducido: Son fuerzas de atracción entre moléculas polares, o que poseen momentos dipolares, son electrostáticas. A mayor momento dipolar mayor será la fuerza de enlace. http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-los-
  • 47. Fuerzas de dispersión (Fuerzas de London)  Fuerzas de atracción que se generan a partir de los dipolos temporales inducidos en los átomos o moléculas.  Por ejemplo a temperaturas muy bajas, este tipo de fuerzas mantienen unidos a los átomos de Helio y también explica la atracción entre moléculas no polares.
  • 48. Puentes de hidrógeno  Tipo especial de interacción dipolo-dipolo entre el átomo de hidrógeno de un enlace polar, como N-H, O-H o F-H, y un átomo electronegativo de O, N o F (contienen pares de electrones no enlazantes).  Los puentes de hidrógeno son más fuertes que los de dipolo-dipolo y tienen un fuerte efecto en la estructura y propiedades de muchos compuestos.
  • 49. Fuerzas ion-dipolo  La interacción atractiva ejercida cuando un ion se acerca a un átomo provoca que la distribución electrónica del átomo se distorsione, dando lugar a un dipolo. http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral
  • 50. Puente salino  Interacción iónica entre las cadenas laterales de aminoácidos ácidos y básicos (positivos y negativos) que estabiliza las estructuras terciaria y cuaternaria de las proteínas. Observa: iones dipolos http://www.comoves.unam.mx http://4.bp.blogspot.com
  • 51. Tarea  Revisa la siguiente liga de internet!!! http://medicina.usac.edu.gt/quimica/enla ce/Fuerzas_Intermoleculares.htm http://medicina.usac.edu.gt/quimica/enla ce/Enlace_Covalente.htm
  • 52. Bibliografía  Chang, R., (2010), Química, 10ª. Ed., China, McGraw-Hill.  Bailey, P. (1998), Química Orgánica. Conceptos y aplicaciones, 5ta. Ed., México, Pearson Educación.  Morrison, R. (1998), Química Orgánica, 5ta. Ed., México, Pearson Addison Wesley.