Enllaç Químic: Propietats dels Metalls i Enllaç Metàl·lic

Enllaç químic

A la naturalesa, la situació més habitual és trobar els àtoms agrupats.

HAUS 023403. Aigua (H2O) Sal comuna (NaCl) Or (Au)

Els gasos nobles són dels pocs elements que es poden trobar en forma d'atoms independents.

ÓPEN Llums de neó (Ne) ZEPPELIN NT Zepelí d'heli (He) H H

Les molécules Hi ha dos tipus d'agrupacions per als àtoms Els cristalls o estructures gegants

L'enllaç químic

Per què s'uneixen els àtoms?

· Els atoms s'uneixen perquè si estan units son mes estables que per separat Energia Àtoms lliures Major energia Menor estabilitat Alta ENERGIA ALLIBERADA en la formació de l'enllaç Baixa Àtoms enllaçats Menor energia Major estabilitat

Definició d'enllaç químic

L'enllaç quimic es la unió entre àtoms · Les forces d'enllaç son de naturalesa electrostatica · Per tant, l'origen d'aquestes forces estan relacionada amb els electrons que tenen els àtoms

L'enllaç químic

Energia i longitud d'enllaç

· L'energia d'enllaç és l'energia que s'allibera quan es forma un mol d'enllaços · La distància d'enllaç, o longitud d'enllaç, és la distància entre nuclis d'àtoms enllaçats quan l'energia és mínima

1. La interacció entre els dos àtoms és practicament nul·la quan la distancia internuclear és gran
2. Quan s'aproximen apareixen interaccions que, en global, són d'atracció. L'energia disminueix i el sistema s'estabilitza
3. A una distancia determinada s'aconsegueix el minim d'energia, que correspon a la formació de l'enllaç
4. Si els atoms s'apropen mes, apareixen les repulsions entre nuclis i entre electrons i l'energia augmenta

Energia 4 Repulsió 0 1 Energia d'enllaç Sense interacció 2 Atracció 3 Enllaç distancia internuclear Distància d'enllaç

L'enllaç químic

La regla de l'octet

· Ja sabem que els gasos nobles son especialment estables; per això els seus atoms es mantenen aïllats. La seva configuració electronica té vuit electrons la capa de valencia, excepte l'heli, que en té dos He Ne Ar · L'any 1916, el fisicoquímic nord-americà G. N. Lewis (1875-1946) va plantejar la regla de l'octet: REGLA DE L'OCTET: els elements s'enllacen per aconseguir 8 electrons en la capa de valència, com la configuració de gas noble (ns2 np6) Els atoms s'enllacen guanyant electrons perdent electrons compartint electrons per aconseguir tenir l'última capa plena, com els gasos nobles

L'enllaç químic

Tipus d'enllaç entre àtoms

· Hi ha tres tipus d'enllaç entre atoms:

1. ENLLAÇ IÒNIC: els àtoms d'un metall intercanvien electrons amb els d'un no-metall
2. ENLLAÇ METÀL.LIC: els atoms d'un metall comparteixen entre tots els electrons de la capa de valència
3. ENLLAÇ COVALENT: dos no-metalls comparteixen un o més parells d'electrons

Àtoms aïllats Àtoms apropant-se ENLLAÇ IÒNIC ENLLAÇ COVALENT ENLLAÇ METÀL.LIC

L'enllaç químic

Estructura que formen

· El resultat de la unió d'atoms degut a l'enllaç quimic poden ser molecules o cristalls (estructures gegants) ÀTOMS MOLÈCULES (covalents) CRISTALLS IÒNICS COVALENTS METÀL.LICS Tipus d'element Gas noble No-metalls Metall i no-metall No-metalls Metalls Carboni diamant Oxigen Elements (substàncies simples) Argó Ar Nitrogen N2 Coure Cu Aigua H2O Clorur de sodi NaCl Dioxid de silici SiO. 2 Compostos Metà CH 4 C '(diamant) Ferro Fe Heli He 0. O2

Enllaç iònic

. L'enllaç iònic es forma quan un element molt electropositiu (metall) s'uneix amb un element molt electronegatiu (no-metall) · Quan un METALL s'uneix amb un NO-METALL es forma un compost iònic El metall perd electrons i forma un catió (+) El no-metall guanya electrons i forma un anió (-) · Entre ions de signe contrari hi ha atracció electrostatica · Es forma un cristall iònic (o estructura gegant iònica) ENLLAÇ IÒNIC lons de signe contrari units per atracció electrostatica Na Cl . Na Na · Na . cr Na+ CI Na Na · La fórmula d'un compost ionic nomes indica la proporció entre els ions · És una fórmula empírica Na CI + 1 - 1 i i

Enllaç iònic

Exemple: formació del NaCl

· El sodi (metall) reacciona amb el clor (no-metall) per formar clorur sòdic (NaCl) El sodi perd 1e- i queda com a ió positiu Na+ (capa exterior plena) El clor guanya 1e- i queda com a io negatiu CI- (última capa plena) Na + CI Na + CI clorur de sodi Na + CI Na+ + CI 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1s2 2s2 2p® 1s2 2s2 2p6 3s2 3pf

Exemple: formació del CaCI2

CI .Na+ CI Ca CI

Enllaç iònic

Propietats dels compostos iònics

Temperatures de fusió elevades

. Per fondre un compost iònic s'han de trencar els enllaços iònics, i per això cal molta energia · L'energia associada a l'estructura del cristall és l'energia reticular · Com més càrrega eléctrica i més petits siguin els ions, més alta serà la temperatura de fusió

Duresa

· Només es ratllen si s'aplica prou força per trencar part de l'estructura reticular . Els cristalls són molt compactes i, en general, presenten gran resistencia a ser ratllats

Fragilitat

· Quan es colpeja un cristall iònic, els ions llisquen i apareixen repulsions entre ions del mateix signe Força externa L + + + + + - + + ++ + ·Força repulsiva + + - + + El cristall es trenca + Copyright @ 2012 Robert Krampf

Enllaç iònic

Propietats dels compostos iònics

Conductivitat

· En estat solid no són conductors perquè els ions estan fixes · En estat líquid o en dissolució, les carregues estan lliures i condueixen l'electricitat

Solubilitat en aigua

· L'aigua és un dissolvent polar (té una part + i una -) · La part positiva de l'aigua (àtom de H) envolta l'ió negatiu, i la part negativa (àtom de O) envolta l'ió positiu · Si l'energia de les molécules d'aigua que envolten l'ió compensa l'energia que cal per trencar el cristall, l'io passa a l'aigua en forma d'io solvatat o hidratat: envoltat de molecules d'aigua E solvatació reticular > E Es dissol - O H H + + -80ml + + + + + + + - +

Enllaç metàl.lic

· L'enllaç metàl.lic es forma entre atoms d'elements metallics, que tenen baixa electronegativitat, i formen cations amb facilitat . Quan molts atoms de METALLS s'uneixen, els electrons de la capa mes externa es poden moure lliurement entre tots els àtoms formant un nuvol d'electrons · Els atoms es converteixen en ions positius (cations) Aquests electrons deslocalitzats mantenen units els atoms del metall formant un cristall metàl.lic ENLLAÇ METÀL.LIC Cations units per un núvol d'electrons Al AL A Al · La fórmula d'un metall nomes indica l'element · És una fórmula empírica

Enllaç metàl.lic

Propietats dels metalls

Temperatures de fusió

moderades o altes · La majoria de metalls són solids · Excepte el mercuri (Hg) Metall T fusió Mercuri -39 Franci 27 Cesi 29 Ga Gal·li 30 Estany 232 Ferro 1535 Mo Molibdè 2617 Osmi 3045

Densitat elevada

· L'empaquetament dels cristalls metal·lics es molt compacte . Hi ha un rang ampli de densitats Metall Densitat (g/cm3) Liti 0,54 Alumini 2,70 Ferro 7,87 AI GOLD 999.9 Mercuri 13,58 Plom 11,34 Or 19,30 Platí 21,45 Osmi 22,61

Insolubles

· Insolubles en qualsevol dissolvent Però reaccionen amb àcids

Lluïssor característica

· Deguda al núvol d'electrons · Quan la llum incideix, molts electrons poden ser excitats i després emeten llum quan tornen a l'estat fonamental KI Li Au Os Hg Cs

Enllaç metàl.lic

Propietats dels metalls

Dúctils i Mal·leables

· Es poden deformar per convertir-se en fils: Ductilitat · Es poden deformar i fer-ne làmines: Mal·leabilitat · Les deformacions no canvien l'estructura El nuvol d'electrons evita la ruptura

Conductors elèctrics

· Gràcies als electrons lliures que es poden moure facilment

Conductors tèrmics

· Quan augmenta la temperatura, la vibració es transmet d'uns ions als altres facilment, ja que estan molt junts · I també gràcies als electrons lliures que es poden moure

Enllaç covalent

. Els elements no metal·lics s'uneixen en compartir electrons i envoltar-se d'un número d'electrons com els que envolten els àtoms dels gasos nobles: configuració ns2 np6 F F F2 · Cap dels dos àtoms, però, s'arriba a quedar amb els electrons compartits, és per això que no es formen ions ENLLAÇ COVALENT Dos àtoms que comparteixen electrons · Es poden formar: I Molècules Estructures gegants covalents H H CI hydrogen atom chlorine atom H H oxygen atom carbon atom H H H H Covalent Bond o -O

Enllaç covalent

Tipus d'enllaç covalent

· La compartició pot ser: simple (2 e-), doble (4 e-) o triple (6 e-) H & H Enllaç covalent SIMPLE 2 e- compartits Molécula d'hidrogen (H2) Enllaç covalent DOBLE 4 e- compartits Molècula d'oxigen (O2) N N Enllaç covalent TRIPLE 6 e- compartits Molècula de nitrogen (N2) O H H DOS enllaços covalents SIMPLES Molécula d'aigua (H2O) H H C H H 4 enllaços covalents SIMPLES Molécula de metà (CH ) educaconbigbang.com 0 0 DOS enllaços covalents DOBLES Molecula de CO2

Enllaç covalent

Estructures de Lewis

· Permeten representar com s'enllacen els atoms per mitjà de l'enllaç covalent · Només es representen els electrons de la capa de valència (capa més externa) GRUP 1 2 3 12 13 14 15 16 17 18 1e- 2e- 3e- 4e- 5e- 6e- 7e- 8e- Electrons a la capa de valència · He. .B. ·C· . . :F . .. : Ne: .. Na· · Mg· · Si· . P . :CI. .. : Ar: K· · Ca · ·Ga · Ge · .As · .. · Se · : Br. .. : Kr: .. · In. · Sn· · · Sb. Te .. :1. .. : Xe: .. ·Ti. . Pb. · Bi · .. .. .Po. .. .. :At. .. .. : Rn: .. · Dos electrons compartits es representen amb un guionet 5: 5: Cl2 Enllaç senzill :0: : 0: = : 0=0: .. .. .. .. O2 Enllaç doble :N: EN: = > :NEN: N2 - Enllaç triple · El nombre d'enllaços formats coincideix amb els electrons que li falten per tenir-ne 8 (o 2) H. ·Cl: = H-CI: HCI H : :0. 11 H 1 :0-H H2O Rb· · Sr· Cs· · Ba CO2 :0. . C. . O: : = : 0=C=0: .. H. Li· · Be· .. ..

Enllaç covalent

Estructures de Lewis: Parells d'electrons

· Els parells d'electrons que formen enllaços s'anomenen parells enllaçants · Els parells d'electrons que no intervenen en la formació d'enllaços s'anomenen parells no enllaçants parell no enllaçant H:O: H H-O-2H · parell enllaçant H: N: H H .. H-N-H I H

Enllaç covalent datiu

. En un enllaç covalent datiu els dos electrons que constitueixen l'enllaç procedeixen del mateix atom :C :: O: : CEO: CEO Sovint no es representen els parells no enllaçants enllaç covalent datiu