Published on
23-Jul-2015
View
1.278
Download
9
Embed Size (px)
Transcript
TEORIA DE LENLLA QUMIC
FULORENO pepjordi jvsirerol
ENLLA QUMIC La manera en que estan enllaats els
elements qumics en les diferents substncies pures determinar lestructura daquests
composts aix com les propietats fsiques i qumiques daquestes substncies.
LESTUDI DE LENLLA QUMIC SER VITAL PER PODER SISTEMATITZAR LESTUDI DAQUESTES SUBTNCIES.
Fet aix, no ens sorprendr trobar primer els gasos, desprs els lquids i desprs les substncies slides.
He -272,5 -269 gas
H2 -259 -253 gas
Ne -248 -246 gas
O2 -224 -183 gas
N2 -210 -196 gas
CO -205 -191 gas
O3 -197 -112 gas
Ar -189 -186 gas
CH4 -182,5 -162 gas
C4H10 -138 -0,5 gas
Cl2 -101 -34 gas
N2O -90,86 -88,48 gas
H2S -86 -60 gas
CO2 -78 -57 gas
NH3 -77,73 -33,34 gas
CCl4 -23,2 77 lquid
N2O4 -11,2 21,2 lquid
Br2 -7,2 58,8 lquid
N2H4 -1 114 lquid
H2O2 -0,4 150 lquid
K 68,38 759 slid
S 115,2 445 slid
NaNO3 308 380 slid
HgS 580 - slid
Mg 650 1091 slid
KI 681 1330 slid
RbCl 718 1390 slid
NaBr 747 1396 slid
KCl 776 1500 slid NaCl 801 1413 slid
CaCO3 900 - slid
Cu 1084 2562 slid
CaF2 1418 2533 slid
Ni 1453 2732 slid
Fe 1538 2862 slid
Fe2O3 1553 - slid
BaSO4 1580 - slid
TiO2 1830 2500 slid
MgO 2852 3600 slid
C 3800 5100 slid
Analitzem les substncies gasoses i lquides. He -272,5 -269 gas
H2 -259 -253 gas
Ne -248 -246 gas
O2 -224 -183 gas
N2 -210 -196 gas
CO -205 -191 gas
O3 -197 -112 gas
Ar -189 -186 gas
CH4 -182,5 -162 gas
C4H10 -138 -0,5 gas
Cl2 -101 -34 gas
N2O -90,86 -88,48 gas
H2S -86 -60 gas
CO2 -78 -57 gas
NH3 -77,73 -33,34 gas
CCl4 -23,2 77 lquid
N2O4 -11,2 21,2 lquid
Br2 -7,2 58,8 lquid
N2H4 -1 114 lquid
H2O2 -0,4 150 lquid
Alguns sn gasos nobles.
Hi ha substncies on senllacen toms dun mateix element.
Per TOTS els toms enllaats (o no) sn
NO METALLS
Tamb nhi ha amb elements diferents enllaats entre s.
Analitzem les substncies slides. K 68,38 759 slid
S 115,2 445 slid
NaNO3 308 380 slid
HgS 580 - slid
Mg 650 1091 slid
KI 681 1330 slid
RbCl 718 1390 slid
NaBr 747 1396 slid
KCl 776 1500 slid
NaCl 801 1413 slid
CaCO3 900 - slid
Cu 1084 2562 slid
CaF2 1418 2533 slid
Ni 1453 2732 slid
Fe 1538 2862 slid
Fe2O3 1553 - slid
BaSO4 1580 - slid
TiO2 1830 2500 slid
MgO 2852 3600 slid
C 3800 5100 slid
Ara, molts sn metalls !!!
I tamb hi ha substncies que estan formades per un metall i un no metall (o grup de no metalls)
Qu tenim fins ara?
Substncies formades per un sol tipus dtoms:
Les no metlliques sn gasoses Les metlliques sn slides
Substncies formades per ms dun tipus dtom: Si sn no metalls, la substncies s gasosa (tamb pot ser lquida) Si hi ha metall i no metall, la substncia s slida.
HI HA ALGUNES EXCEPCIONS !!!
Si els gasos nobles no senllacen amb ning, no podria ser que el voler aconseguir una configuraci electrnica de gas noble sigui la fora impulsora en qualsevol enlla?
S, efectivament, i daqu venen els 3 tipus denlla que estudiarem.
ENLLA INIC Les substncies iniques estan compostes per metalls i no metalls (toms o grups dtoms (clorur de sodi (NaCl), sulfur de magnesi (MgS), Nitrat de plom (Pb(NO3)2)). Estan compostes per ions: toms que han guanyat o perdut electrons formant aix espcies carregades elctricament.
Els ions i els caOons satrauen mutuament per formar una estructura tridimensional gegant (estesa a tot lespai)
CaO sodi Na+ Ani clor: Cl-
Com es senten aquest enlla? Lenlla sestableix entre metalls i no metalls.
Els metalls tenen tendncia a formar ions posiOus (caOons) perdent electrons i aix aconseguint una conguraci de gas noble. Els no metalls, per fer el mateix, tenen tendncia a formar ions negaOus (anions). Aix la situaci s la ideal per a qu es formi una substncia inica.
Li F
Electron donaOon
Li+ F-
ARracOon
ENLLA INIC
En aquesta estructura tots els ions estan interaccionant entre s i shan de complir les segents condicions:
En el balan de forces, han de guanyar les atracOves. Els ions de signe contrari estan ms a prop que les del mateix signe.
El balan de crregues ha de ser neutre nmero de crregues posiOves = nmero de crregues negaOves.
ENLLA INIC
Compost inic Fusi (C) Clorur de Ferro 677
Clorur de potassi 770
Clorur de sodi 801
xid de coure 1446
xid de calci 2707
Lelevat punt de fusi indica que lenergia denlla s elevada. Malgrat aix, sn composts FRGILS. Si amb un cop disloquem la xarxa, es trenquen rpidament.
ENLLA INIC
Els composts inics poden conduir lelectricitat, per noms en aquelles situacions en que els ions (portadors de la crrega elctrica) es poden moure lliurement.
- + + - + - - + +
- + -
+
-
+ - +
- +
- + -
+ -
+ +
-
FS
+ - -
+ + - - +
- +
DISSOLT
H2O 800C 20C
En cas que el compost esOgui fos.
En cas que el compost esOgui dissolt.
+
+ - +
- +
-
-
+
- -
+ +
-
+
COMPOST INIC FS
FS O EN SOLUCI, UN COMPOST INIC CONDUEIX LELECTRICITAT. DAIX SEN DIU QUE SN ELECTRLITS
ENLLA INIC
Qu passar quan els elements que shagin denllaar siguin NO METALLS?
He -272,5 -269 gas
H2 -259 -253 gas
Ne -248 -246 gas
O2 -224 -183 gas
N2 -210 -196 gas
CO -205 -191 gas
O3 -197 -112 gas
Ar -189 -186 gas
CH4 -182,5 -162 gas
C4H10 -138 -0,5 gas
Cl2 -101 -34 gas
N2O -90,86 -88,48 gas
H2S -86 -60 gas
CO2 -78 -57 gas
NH3 -77,73 -33,34 gas
CCl4 -23,2 77 lquid
N2O4 -11,2 21,2 lquid
Br2 -7,2 58,8 lquid
N2H4 -1 114 lquid
H2O2 -0,4 150 lquid
Ara ja no hi haur un element que formi cations amb facilitat i un altre que formi anions. La soluci haur de ser una altra: la compartici delectrons.
Enlla Covalent En totes aquestes MOLCULES hi ha enllaos per comparOci delectrons
Met, CH4 Amonac, NH3 Dixid de sofre, SO2
En MOLCULES molt ms grans tamb pot haver-hi enlla COVALENT
Nylon Protena
Lenlla covalent es dna entre elements NO METLLICS.
Enlla covalent Enlla en qu els electrons sn compartits per cada parell dtoms
Com es formen els enllaos?
Per compartici delectrons
Es comparteixen electrons per aconseguir configuraci de gas noble.
Lenlla s sempre entre no metalls.
Diagrames denlla:
Aigua, H2O:
O H H
H
H
O
1.- Dibuixa cada tom amb els seus electrons de valncia
2.- Ajunta els toms de manera que tots puguin aconseguir la configuraci de gas noble(8 electrons,2 per lH)
TEORIA DE LEWIS
TEORIA DE LEWIS
O O O O
Oxigen, O2:
A vegades es poden establir enllaos mltiples (amb ms dun parell delectrons compartits entre els toms. Aix s el que passa en substncies com O2 i N2
TEORIA DE LEWIS
!
TEORIA DE LEWIS
!
!
Excepcions a la regla del octet
Octet incomplert
Molculas amb n impar de electrons
Octet expandid
Algunes molcules o ions sumament reactius tenen tomos amb menys de
vuit electrons en la seva capa externa.
Un exemple es el trifluorur de bor (BF3). En la molcula de BF3 ltom
de bor central tan sols t 6 electrons al seu voltant.
Octet incomplert
Teoria de lewis
EL OCTET AMPLIAD: La regla es basa que en lltim nivell acaba amb s2p6, per a partir del tercer nivell els toms sn prou grans com per admetre 4 oxigen al seu voltant i no complir la regla de loctet. De fet existeixen el orbitals d als que poden promocionar electrons. Aquestes estructures no tenen configuraci de gas noble per tamb sn estables Exemples daix sn els compostos PCl5 , SF6 y SF4.
Les molcules amb un nmero senar delectrons tampoc compleixen la regla de Lewis. Per exemple el NO
Quan els toms sajunten A TRAVS DENLLAOS COVALENTS, tenim MOLCULES REALS.
Ja no tenim una estructura tridimensional infinita formada per trilions dtoms(o ions). En cas de pocs toms enllaats, tenim el que podem anomenar estructures moleculars simples.
Estructura molecular simple
Enllaos covalents
Electronegativitat: Propietat peridica que indica la capacitat que t un tom per competir, amb un altre tom,
pels electrons amb els quals formen lenlla.
CARCTER DE LENLLA
CARCTER DE LENLLA NO TOT S BLANC O NEGRE, TAMB HI HA TONALITATS INTERMITGES
Les diferncies delectronegativitat entre els elements no metllics fa que ja no podem parlar sempre denlla covalent pur o inic pur, s ms correcte parlar dun enlla que t un tant per cent denlla inic o covalent. Tamb podem dir que tal o qual enlla s predominantment inic o covalent, ... . A ms, en un enlla covalent, i segons lelectronegativitat dels toms que la formin, els electrons denlla estan ms o menys desplaats cap un dels dos components de lenlla. Aquest fet ocasiona que lenlla estigui polaritzat i, fins i tot, que la molcula sigui polar. Aquesta ser la causa duna bona part de les forces entre molcules.
CARCTER DE LENLLA
Una diferncia major o igual a 1,5 indica que es formar un compost predominantment inic.
NO TOT S BLANC O NEGRE, TAMB HI HA TONALITATS INTERMITGES
En una molcula hi ha enllaos entre els toms que la formen, per tamb hi ha enllaos entre aquestes molcules en la substncia pura que aquestes formen (forces intermoleculars). Aquestes forces sn degudes a les polaritats de les molcules.
Enllaos entre toms
Enllaos entre molcules
FORCES INTER MOLECULARS Per haver-hi forces entre molcules hi ha dhaver molcules. Les molcules es formen amb enllaos covalents. s a dir, la uni entre els
toms que formen la molcula s predominantment covalent. Els nics elements de la taula peridica que formen enllaos covalents sn els
delectronegaOvitat alta. s a dir, el no metalls i alguna combinaci entre no metalls i metalls, per exemple BeCl2.
Una cosa sn les unions entre els toms que formen la molcula, que ja hem
dit que sn covalents, i laltra les forces entre molcules. Considerarem dos Npus principals de forces entre molcules:
Van der Waals. Pont dHidrogen.
VAN DER WAALS: Sn forces dbils. Que sn degudes a polaritats febles de les molcules. Aquestes polaritats poden ser: Instantnies: per oscillacions del nvol delectrons de la molcula. Aquest efecte s ms important com ms gran s la molcula. Per exemple s ms important en I2, que per el Cl2 i en el CCl4 encara ser ms important ja que s ms gran.
En la imatge tenim: a. La crrega esta distribuda simtricament. b. Hi ha un desplaament de la crrega. Sha format un di-pol. c. El di-pol de la primera molcula indueix un desplaament de la carrega en una altra
molcula. Sha format un altre dipol i, per tant, apareix una fora elctrica entre les molcules.
Aquesta interacci existeix entre tots els toms o molcules, per s emmascarada per altres interaccions ms fortes. Quan tan sols existeix aquesta s quan la reconeixem. Un exemple daquest Opus dinteracci entre molcules el tenim en el I2. Com ms gran siguin els toms o molcules ms important s aquesta interacci
VAN DER WAALS:
Permanents, com NO, en aquest cas, lleugeres diferncies de lelectronegaOvitat crea de per si una polaritat permanent en la molcula. Les molcules di-polars tendeixen a ordenar-se tal com mostra la gura.
Normalment, el moviment trmic romp aquesta disposici ordenada a qu tendeixen les molcules amb interaccions de Van der Waals. Malgrat aix, lefecte dels di-pols, del tipus que sigui, provoca variacions en les propietats fsiques, com sn el punt debullici de lquids, o els de fusi de slids.
PONT DHIDROGEN: Tamb s degut a la polaritat de lenlla covalent per s ms intens que les forces de Van der Waals. Es produeix en molcules en les que lhidrogen, que sempre s un tom terminal en una molcula, est enllaat amb un tom delevada electronegaOvitat provocant una polaritzaci de lenlla i, a vegades de la molcula. Aquesta polaritzaci provoca forces duni entre les molcules de Opus electrostOc.
En el uorur dhidrogen gass, moltes molcules estan associades formant estructures ccliques com la de la gura de la dreta. La lnia conrnua marca els forts enllaos covalents dintre de la molcula i les lnies de punts les forces ms dbils de Pont dhidrogen.
La important diferncia delectronegativitat entre el fluor i lhidrogen provoquen un enlla covalent fortament polaritzat
PONT DHIDROGEN:
Lenlla de Pont dHidrogen tamb s molt important en el cas de laigua. Existeix sempre en laigua per s parOcularment important quan laigua es gela, formant una estructura com la de la gura.
(a)i (b), aigua slida, cada molcula daigua est rodejada daltres 4 molcules, deixant espais buits i reduint aix la densitat.
(c) laigua s lquida. Les lnies de punts sn les que assenyalen les unions de Pont dHidrogen entre les molcules daigua.
Efectes de lenlla intermolecular de Pont dHidrogen: Lincrement de les temperatures de fusi de laigua, amonac i el uorur dhidrogen. En els tres casos hi ha un canvi en la tendncia de la temperatura de fusi respecte als altres elements del seu grup de la taula peridica. Lefecte del Pont dHidrogen no es produeix en les altres molcules degut que no hi ha gran diferncia delectronegaOvitat.
ENLLAOS MOLT FORTS ENTRE TOMS
(per tant difcils de rompre!)
ENLLAOS BASTANT MS FEBLES ENTRE MOLCULES
(per tant fcils de separar)
SUBSTNCIES COVALENTS SIMPLES
SOLID LQUID GAS
Les substncies moleculars simples seran normalment gasoses o lquides a temperatura ambient. Shaur de baixar molt la temperatura per que es puguin establir estructures tpiques dun slid.
Per tant, aquestes substncies moleculars tindran punts de fusi i ebullici baixos
Compoust P.F (C) P.E (C)
Estat a T ambient.
Aigua, H2O 0 100 Liquid
But, C4H10 -138 -0.5 Gas
Met, CH4 -182 -164 Gas
Dixid de carboni CO2 - -78 Gas
Oxigen, O2 -218 -183 Gas
Hidrogen, H2 -259 -252 Gas
Oxigen lquid bollint a -183C
Oxigen slid a -240C
Pel fet que els enllaos intermoleculars sn febles, les substncies moleculars simples sn toves i frgils quan sn slides.
Com que en les molcules no hi ha toms carregats, aquestes substncies no condueixen lelectricitat en cap cas.
ALGUNS SLIDS COVALENTS. En qumica sempre hi ha excepcions
Formen enllaos covalents simples en dos o tres dimensions de lespai amb toms iguals o diferents.
Exemples:
SiO2 (quars),
C (diamant), C (grafit)
ESTRUCTURA DEL GRAFITO
Els dos primers sn slids extremadament durs amb punts de fusi molt alts.
En un metall els electrons perden algun dels seus electrons ms externs. Aquests electrons sn compartits per TOTS els cations metllics.
CATIONS METL.LICS
Electrons lliures compartits
ENLLA METLLIC
EL gran nombre delectrons que comparteixen tots el toms fa que els metalls siguin bon conductors de CALOR i ELECTRICITAT.
Aquest tipus destructura fa que els metalls siguin DCTILS i MALLEABLES
ENLLA METLLIC
Altds Propietat
Inic Covalent (simple)
Metllic
Tipus dtoms implicats?
Com estan disposats?
Un exemple daquest enlla s:
Tipus dinteracci
Com sn els punts de fusi i ebullici?
ALTS
Presenten magneNsme?
Sn solubles en aigua?
Condueixen lelectricitat en estat slid, lquid o gas?
Altres propietats
METALL i NO METALL NO METALLS METALLS
Formen estructures gegants danions i caOons
Formen molcules amb poques force...
