Introducció a l’enllaç.
        Propietats




                          1
1.Introducció
La manera en que estan enllaçats els elements químics en
les diferents substàncies pures determinarà l’estructura
d’aquests composts així com les propietats físiques i
químiques d’aquestes substàncies.




                Per què són tan diferents la sal i la sucre?




                                                               2
Tots els elements químics estan enllaçats entre ells de
  moltes diverses maneres...

                             TOTS??!!!

No, ben mirat, un grup irreductible d’àtoms no s’enllacen
            ni tan sols amb ells mateixos !!



 Heli, Neo, Argó, Kriptó; Xenó i Radó.
 Grup 18 (VIII A) gasos nobles.          darrera capa plena


                                                              3
Seleccionem una sèrie de substàncies,
ordenem-les per ordre creixent de punt de
                 fusió.
Tinguem en compte també l’estat en que
    aquestes substàncies es troben a
         temperatura ambient.




                                            4
Analitzem les substàncies
gasoses i líquides.

Hi ha substàncies formades per àtoms.

Hi ha substàncies on s’enllacen
àtoms d’un mateix element.


 També n’hi ha amb elements
 diferents enllaçats entre sí.


Però TOTS els àtoms enllaçats
són NO METALLS



                                        5
Analitzem les substàncies sòlides.

També hi ha substàncies formades per àtoms


Ara, en les substàncies formades per elements
diferents hi podem veure:

Substàncies formades per 2 àtoms diferents.

Si les altres les considerem formades per
un àtom + un grup d’àtoms (Na + NO )



Aquest últim tipus de substàncies estaran
formades per un metall i un no metall (o grup
de no metalls)




                                                6
Què tenim fins ara?
Substàncies formades per àtoms:
- Les no metàl·liques són gasoses .
- Les metàl·liques són sòlides

Substàncies formades per més d’un tipus d’àtom:
- Si són no metalls, la substàncies és gasosa (també pot ser líquida) .
- Si hi ha metall i no metall (o no metalls), la substància és sòlida

                   HI HA ALGUNES EXCEPCIONS !!!

Depenent del tipus d’elements implicats podrem saber si una
substància és sòlida líquida o gasosa
 També sabrem l’estructura real de la substància i podem
 predir moltes de les seves propietats físiques i químiques


                                                                          7
Per què s’enllacen els àtoms entre sí
(tots llevats dels gasos nobles)?
La clau de la qüestió està en l’estructura electrònica dels
àtoms.

Més en concret en l’estructura electrònica més externa, en els
electrons anomenats de valència




                                                                 8
Notació


     S:16e&'        1s 2$   2s2#   2p 6$
                                           3s 2$   3p 4$


                 electrons interns         electrons de valència

Els gasos nobles presenten una configuració anomenada de capes tancades:
ns2 np6 on n és el nombre quàntic principal més extern. Pot haver-hi
electrons en orbitals interns, però la configuració electrònica externa , els
electrons de valència són vuit.




                                                                                9
2.Enllaç iònic
Les substàncies iòniques estan compostes per metalls i no metalls
(àtoms o grups d’àtoms (clorur de sodi (NaCl), sulfur de magnesi
(MgS), Nitrat de plom (Pb(NO3)2)). Estan compostes per ions: àtoms
que han guanyat o perdut electrons formant així espècies carregades
elèctricament.

Ca#ó%sodi%Na+$    Anió%clor:%Cl#$




   Els ions i els cations s’atrauen mutuament per formar una estructura
   tridimensional gegant (estesa a tot l’espai)


                                                                          10
Com es s’enten aquest enllaç?

             Electron)
             dona,on)

      Li#                F#
                                 Li+$           F"#




Els metalls tenen tendència a formar ions positius (cations)
perdent electrons i així aconseguint una configuració de gas
noble. Els no metalls, per fer el mateix, tenen tendència a
formar ions negatius (anions). Així la situació és la ideal
per a què es formi una substància iònica.




                                                               11
En aquesta estrucutura tots els ions estan interaccionant entre sí (hi ha atraccions i
repulsions entre tots ells). A causa d’això, aquests composts tenen punts de fusió i
ebullició alts




                                       El#NaCl#fon#a#uns#800°C#

      Enllaços(iònics(




                                                                                         12
13
Els composts iònics poden conduir l’electricitat, però només en aquelles
situacions en que els ions (portadors de la càrrega elèctrica) es poden
moure lliurement.




                                !" +" !"
                    FÓS"        +" !" +"       DISSOLT"
                                !" +" !"
                                +" !" +"

             +"   #" +" #" +"                 +" #" +"     #"
               +"
              #" +" #" #"                        +"        +" #"
             +" #" +" #" +"                   #"     +" #"

                  800°C%                           20°C%           H2O"


                                                                           14
15
Si el compost és soluble en aigua, les molècules d’aquesta poden
separar els ions i així aquests es poden moure.


       H20$
                                                       Ions%lliures%




                                                                       16
Propietats dels compostos iònics:

·Sòlids a temperatura ambient (forces
electrostàtiques)
·Alts punts de fusió i ebullició
·Condueixen electricitat en estat líquid o fos
·Formen estructures cristal·lines
·Són durs i fràgils
·Solubles en aigua



                                                 17
Electronegativitat: Propietat periòdica que indica la tendència d’un
                element a guanyar o a perdre electrons.

Una diferència major o igual a 1,7 indica que es formarà un compost
                     predominantment iònic.




                                                                         18
2.Enllaç covalent
En totes aquestes MOLÈCULES hi ha enllaços per compartició d’electrons




            metà                  amoníac                 diòxid de sofre


       En MOLÈCULES molt més grans també pot haver-hi enllaç COVALENT




                   nylon
                                               proteïna


                                                                            19
Com es forma l’enllaç?

·Per compartició d’electrons
·Es comparteixen electrons per
  aconseguir configuració de gas
  noble.
·L’enllaç és sempre entre no metalls.




                                        20
Estructures de Lewis.Regla de l’octet

Representem només els electrons de valència




                                              21
substàncies moleculars
                        ·substàncies formades per molècules que
                        presenten forces intermoleculars (entre elles)
                        molt febles


Substàncies covalents   Exemples:H2O, I2, CH4, NH3


                        cristalls covalents:
                        ·formats per àtoms que no formen molècules sinó
                        xarxes tridimensionals.
                        ·Els enllaços que mantenen units els àtoms en el
                        cristall són molt forts


                        ·exemples: diamant, grafit, quars (SiO2)




                                                                           22
Propietats de les substàncies covalents:
Substàncies moleculars
En condicions normals són gasos, líquids o sòlids Dins de la molècula, els enllaços covalents són forts
amb punt de fusió i ebullició baix                           però entre molècules són febles

Insolubles en aigua però solubles en disolvents No tenen ions positius i negatius que interaccionin
orgànics                                        amb l’aigua

No condueixen l’electricitat ni en estat fos ni en No tenen electrons lliures que es puguin desplaçar
dissolució


Cristalls covalents
Sòlids amb punt defusió alt                            Tots els enllaços són covalents i molt forts

Insolubles en aigua i en gairebé tots els disolvents   No poseeixen ions positius i negatius que ne
                                                       facilitin la solubilitat en aigua
No condueixen corrent elèctric, ni calor. Aïllants No tene electrons o ions lliures
tret del grafit




                                                                                                          23
Forces intermoleculars en substàncies moleculars:
Són les forces d’atracció entre molècules (només per enllaç covalent). Aquestes
interaccions són molt més febles que les unions entre àtoms (els enllaços). Aquestes
interaccions són de naturalesa electrostàtica, i poden ser de dos tipus, segons la
naturalesa de les molècules: les forces de Van der Waals i els enllaços d’hidrogen.


Forces de van der Waals: són molt dèbils i la seva intensitat augmenta amb la
grandària de la molècula. Exemple; iode, oxigen,HCl


Pont d’hidrogen: més intens que les forces de Van
der Waals, les substàncies que les presenten tenen
punts de fusió i ebullició més alts.
Es produeix entre H i àtoms petits i electronegatius:
N,O,F




                                                                                       24
3.Enllaç metàl·lic

Els metalls tenen una estructura gegant formada por àtoms
  iguals.
Com estan units aquests àtoms ?
No per enllaç iònic: No es poden formar ions de diferent signe.
No per enllaç covalent. Els elements no tenen prou e- per compartir.
Nou tipus d’unió; Enllaç metàl·lic.




                                                                       25
Com s’explica aquest enllaç?



Model del núvol electrònic
Els àtoms cedeixen els e- de valència, formant
  cations.
Els e- formen un núvol deslocalitzat al voltant dels
  cations.
Els e- es desplacen lliurement.
La interacció entre els e- deslocalitzats i els cations
estabilitza la xarxa o el cristall metàl·lic.



                                                          26
Els àtoms dels metalls no formen molècules, formen una
 estructura cristal·lina tan compacta com sigui possible




                                                           27
Propietats dels metalls:
           En general, punt de fusió alt                    Gran estabilitat de l’estructura metàl·lica


                   Alta densitat                                    Estructura molt compacta

 Solubles entre ells i ens estat fos formen aliatges    Els àtoms es distribueixen formant una nova xarxa


      Bons conductors del calor i electricitat           Àtoms propoers quees transmeten les vibracions
                                                         tèrmiques i llibertat de desplaçament d’electrons


Dúctils i maleables, es defromen però el metall no es    Les capes d’àtoms es desplacen les unes sobre les
                        trenca                                                altres




                                                                                                             28
29

Enllaç químic covalent

  • 1.
  • 2.
    1.Introducció La manera enque estan enllaçats els elements químics en les diferents substàncies pures determinarà l’estructura d’aquests composts així com les propietats físiques i químiques d’aquestes substàncies. Per què són tan diferents la sal i la sucre? 2
  • 3.
    Tots els elementsquímics estan enllaçats entre ells de moltes diverses maneres... TOTS??!!! No, ben mirat, un grup irreductible d’àtoms no s’enllacen ni tan sols amb ells mateixos !! Heli, Neo, Argó, Kriptó; Xenó i Radó. Grup 18 (VIII A) gasos nobles. darrera capa plena 3
  • 4.
    Seleccionem una sèriede substàncies, ordenem-les per ordre creixent de punt de fusió. Tinguem en compte també l’estat en que aquestes substàncies es troben a temperatura ambient. 4
  • 5.
    Analitzem les substàncies gasosesi líquides. Hi ha substàncies formades per àtoms. Hi ha substàncies on s’enllacen àtoms d’un mateix element. També n’hi ha amb elements diferents enllaçats entre sí. Però TOTS els àtoms enllaçats són NO METALLS 5
  • 6.
    Analitzem les substànciessòlides. També hi ha substàncies formades per àtoms Ara, en les substàncies formades per elements diferents hi podem veure: Substàncies formades per 2 àtoms diferents. Si les altres les considerem formades per un àtom + un grup d’àtoms (Na + NO ) Aquest últim tipus de substàncies estaran formades per un metall i un no metall (o grup de no metalls) 6
  • 7.
    Què tenim finsara? Substàncies formades per àtoms: - Les no metàl·liques són gasoses . - Les metàl·liques són sòlides Substàncies formades per més d’un tipus d’àtom: - Si són no metalls, la substàncies és gasosa (també pot ser líquida) . - Si hi ha metall i no metall (o no metalls), la substància és sòlida HI HA ALGUNES EXCEPCIONS !!! Depenent del tipus d’elements implicats podrem saber si una substància és sòlida líquida o gasosa També sabrem l’estructura real de la substància i podem predir moltes de les seves propietats físiques i químiques 7
  • 8.
    Per què s’enllacenels àtoms entre sí (tots llevats dels gasos nobles)? La clau de la qüestió està en l’estructura electrònica dels àtoms. Més en concret en l’estructura electrònica més externa, en els electrons anomenats de valència 8
  • 9.
    Notació S:16e&' 1s 2$ 2s2# 2p 6$ 3s 2$ 3p 4$ electrons interns electrons de valència Els gasos nobles presenten una configuració anomenada de capes tancades: ns2 np6 on n és el nombre quàntic principal més extern. Pot haver-hi electrons en orbitals interns, però la configuració electrònica externa , els electrons de valència són vuit. 9
  • 10.
    2.Enllaç iònic Les substànciesiòniques estan compostes per metalls i no metalls (àtoms o grups d’àtoms (clorur de sodi (NaCl), sulfur de magnesi (MgS), Nitrat de plom (Pb(NO3)2)). Estan compostes per ions: àtoms que han guanyat o perdut electrons formant així espècies carregades elèctricament. Ca#ó%sodi%Na+$ Anió%clor:%Cl#$ Els ions i els cations s’atrauen mutuament per formar una estructura tridimensional gegant (estesa a tot l’espai) 10
  • 11.
    Com es s’entenaquest enllaç? Electron) dona,on) Li# F# Li+$ F"# Els metalls tenen tendència a formar ions positius (cations) perdent electrons i així aconseguint una configuració de gas noble. Els no metalls, per fer el mateix, tenen tendència a formar ions negatius (anions). Així la situació és la ideal per a què es formi una substància iònica. 11
  • 12.
    En aquesta estrucuturatots els ions estan interaccionant entre sí (hi ha atraccions i repulsions entre tots ells). A causa d’això, aquests composts tenen punts de fusió i ebullició alts El#NaCl#fon#a#uns#800°C# Enllaços(iònics( 12
  • 13.
  • 14.
    Els composts iònicspoden conduir l’electricitat, però només en aquelles situacions en que els ions (portadors de la càrrega elèctrica) es poden moure lliurement. !" +" !" FÓS" +" !" +" DISSOLT" !" +" !" +" !" +" +" #" +" #" +" +" #" +" #" +" #" +" #" #" +" +" #" +" #" +" #" +" #" +" #" 800°C% 20°C% H2O" 14
  • 15.
  • 16.
    Si el compostés soluble en aigua, les molècules d’aquesta poden separar els ions i així aquests es poden moure. H20$ Ions%lliures% 16
  • 17.
    Propietats dels compostosiònics: ·Sòlids a temperatura ambient (forces electrostàtiques) ·Alts punts de fusió i ebullició ·Condueixen electricitat en estat líquid o fos ·Formen estructures cristal·lines ·Són durs i fràgils ·Solubles en aigua 17
  • 18.
    Electronegativitat: Propietat periòdicaque indica la tendència d’un element a guanyar o a perdre electrons. Una diferència major o igual a 1,7 indica que es formarà un compost predominantment iònic. 18
  • 19.
    2.Enllaç covalent En totesaquestes MOLÈCULES hi ha enllaços per compartició d’electrons metà amoníac diòxid de sofre En MOLÈCULES molt més grans també pot haver-hi enllaç COVALENT nylon proteïna 19
  • 20.
    Com es formal’enllaç? ·Per compartició d’electrons ·Es comparteixen electrons per aconseguir configuració de gas noble. ·L’enllaç és sempre entre no metalls. 20
  • 21.
    Estructures de Lewis.Reglade l’octet Representem només els electrons de valència 21
  • 22.
    substàncies moleculars ·substàncies formades per molècules que presenten forces intermoleculars (entre elles) molt febles Substàncies covalents Exemples:H2O, I2, CH4, NH3 cristalls covalents: ·formats per àtoms que no formen molècules sinó xarxes tridimensionals. ·Els enllaços que mantenen units els àtoms en el cristall són molt forts ·exemples: diamant, grafit, quars (SiO2) 22
  • 23.
    Propietats de lessubstàncies covalents: Substàncies moleculars En condicions normals són gasos, líquids o sòlids Dins de la molècula, els enllaços covalents són forts amb punt de fusió i ebullició baix però entre molècules són febles Insolubles en aigua però solubles en disolvents No tenen ions positius i negatius que interaccionin orgànics amb l’aigua No condueixen l’electricitat ni en estat fos ni en No tenen electrons lliures que es puguin desplaçar dissolució Cristalls covalents Sòlids amb punt defusió alt Tots els enllaços són covalents i molt forts Insolubles en aigua i en gairebé tots els disolvents No poseeixen ions positius i negatius que ne facilitin la solubilitat en aigua No condueixen corrent elèctric, ni calor. Aïllants No tene electrons o ions lliures tret del grafit 23
  • 24.
    Forces intermoleculars ensubstàncies moleculars: Són les forces d’atracció entre molècules (només per enllaç covalent). Aquestes interaccions són molt més febles que les unions entre àtoms (els enllaços). Aquestes interaccions són de naturalesa electrostàtica, i poden ser de dos tipus, segons la naturalesa de les molècules: les forces de Van der Waals i els enllaços d’hidrogen. Forces de van der Waals: són molt dèbils i la seva intensitat augmenta amb la grandària de la molècula. Exemple; iode, oxigen,HCl Pont d’hidrogen: més intens que les forces de Van der Waals, les substàncies que les presenten tenen punts de fusió i ebullició més alts. Es produeix entre H i àtoms petits i electronegatius: N,O,F 24
  • 25.
    3.Enllaç metàl·lic Els metallstenen una estructura gegant formada por àtoms iguals. Com estan units aquests àtoms ? No per enllaç iònic: No es poden formar ions de diferent signe. No per enllaç covalent. Els elements no tenen prou e- per compartir. Nou tipus d’unió; Enllaç metàl·lic. 25
  • 26.
    Com s’explica aquestenllaç? Model del núvol electrònic Els àtoms cedeixen els e- de valència, formant cations. Els e- formen un núvol deslocalitzat al voltant dels cations. Els e- es desplacen lliurement. La interacció entre els e- deslocalitzats i els cations estabilitza la xarxa o el cristall metàl·lic. 26
  • 27.
    Els àtoms delsmetalls no formen molècules, formen una estructura cristal·lina tan compacta com sigui possible 27
  • 28.
    Propietats dels metalls: En general, punt de fusió alt Gran estabilitat de l’estructura metàl·lica Alta densitat Estructura molt compacta Solubles entre ells i ens estat fos formen aliatges Els àtoms es distribueixen formant una nova xarxa Bons conductors del calor i electricitat Àtoms propoers quees transmeten les vibracions tèrmiques i llibertat de desplaçament d’electrons Dúctils i maleables, es defromen però el metall no es Les capes d’àtoms es desplacen les unes sobre les trenca altres 28
  • 29.