Tema 5. Enlace covalente. Método de los enlaces de valencia.

TEMA 5. Enlace covalente. Método de los enlaces de valencia.
Tarea 1. Para el hidrosulfato de sodio, construya la fórmula gráfica e indique los tipos de enlace químico en la molécula: iónico, covalente, polar, covalente no polar, coordinado, metálico, de hidrógeno. Solución: NaHSO4-

Enlace O – Na – iónico

Enlace O – S – covalente polar

Enlace O – H – covalente polar

Tarea 2. Construya la fórmula gráfica del nitrito de amonio e indique los tipos de enlace químico en esta molécula. Muestre qué enlaces se "rompen" durante la disociación. ¿Qué es un enlace de hidrógeno? Dé ejemplos de su influencia en las propiedades de la sustancia.

N – H – enlace covalente polar
Entre NH4+ y NO2- — enlace iónico
Enlaces de hidrógeno. Este tipo de enlace se forma cuando el átomo de hidrógeno se encuentra con átomos de elementos altamente electronegativos (N, O, F). Los compuestos formados son altamente polares, creando un dipolo donde el átomo de hidrógeno está en el extremo positivo. Este dipolo puede interactuar con el par electrónico no compartido de oxígeno (y nitrógeno o flúor) de otra o la misma molécula. Esta interacción se conoce como enlace de hidrógeno.
El enlace de hidrógeno puede ser:

• Intermolecular, como en las moléculas de agua (H2O), amoníaco (NH3), ácido fluorhídrico (HF).

• Intramolecular, como en proteínas, 2-hidroxibenzaldehído.

Según los cambios en las masas moleculares de las series:
H2O – H2S – H2Se – H2Te
HF – HCl – HBr – HI
NH3 – AsH3 – SbH3
Se espera que la temperatura de ebullición aumente gradualmente, sin embargo, se observan temperaturas de ebullición anormalmente altas para el agua (H2O), el amoníaco (NH3) y el ácido fluorhídrico (HF), lo que se debe a la presencia de enlaces de hidrógeno.
El enlace más fuerte debería ser el del ácido fluorhídrico (HF) (ya que el flúor es el elemento más electronegativo), pero el agua hierve a una temperatura más alta debido a que tiene dos enlaces de hidrógeno.

Tarea 3. Indique los tipos de enlace químico en las siguientes moléculas: CH3Br, CaO, I2, NH4Cl. ¿Cuáles son las propiedades principales de estos tipos de enlace?
Solución:
CH3Br — Enlace covalente. El enlace covalente ocurre entre átomos con electronegatividades similares o iguales. Este enlace puede considerarse como la atracción electrostática entre los núcleos de los átomos hacia un par de electrones compartidos. A diferencia de los compuestos iónicos, las moléculas covalentes se mantienen unidas por "fuerzas intermoleculares", que son mucho más débiles que los enlaces químicos. Por esta razón, el enlace covalente es característico por su "saturabilidad" – la formación de un número limitado de enlaces.
CaO — Enlace iónico. Los átomos de un elemento tienden a alcanzar una estructura estable con ocho electrones, perdiendo o ganando electrones. Los átomos que ganan electrones se vuelven aniones (cargados negativamente), y los que pierden electrones se vuelven cationes (cargados positivamente). Los enlaces iónicos se forman cuando los átomos con una gran diferencia en electronegatividad (más de 2,1) se encuentran. Es lógico suponer que, al combinarse metales con no metales, se formarán compuestos iónicos debido a su gran diferencia de electronegatividad.

Tarea 4. ¿Qué enlace se llama s-enlace y qué enlace se llama p-enlace? ¿Cuál de ellos es menos fuerte? Dibuja las fórmulas estructurales de etano C2H6, etileno C2H4 y acetileno C2H2. Marca los enlaces s y p en los diagramas estructurales de los hidrocarburos.
Solución: El solapamiento de nubes electrónicas puede ocurrir de varias maneras, debido a sus diferentes formas. Se diferencian los enlaces σ, π y δ.
El enlace sigma (σ) se forma cuando los orbitales se superponen a lo largo de la línea que conecta los núcleos de los átomos. El enlace pi (π) se forma cuando los orbitales se superponen a ambos lados de esta línea. El enlace delta (δ) se forma cuando se superponen todos los lóbulos de los orbitales d en planos paralelos.
El enlace sigma (σ) es más fuerte que el enlace pi (π).
C2H6 — hibridación sp3.
C-C σ-enlace (superposición de orbitales 2sp3-2sp3)
C-H σ-enlace (superposición de orbitales 2sp3-1s)
C2H4 — hibridación sp2.

Tarea 5. ¿Qué fuerzas de interacción intermolecular se llaman dipolo-dipolo (orientacionales), inducción y dispersión? Explique la naturaleza de estas fuerzas. ¿Cuál es la naturaleza de las fuerzas predominantes de interacción intermolecular en las siguientes sustancias: H2O, HBr, Ar, N2, NH3?