Hola queridos estudiantes, a continuación les dejo la temática QUÍMICA ORGÁNICA: EL ENLACE QUÍMICO Y EL ÁTOMO DE CARBONO con ejemplos, Al final de esta entrada encontraran una actividad para realizar, la cual deberán enviar por correo electrónico, tomando fotografías de su trabajo para adjuntar como archivo, por favor poner en el asunto del correo su nombre completo, el número de la actividad y el grado al cual pertenece, el correo para recibir sus trabajos del segundo periodo académico es profecarito2017periodo2@gmail.com la fecha de entrega de la presente actividad es el día 2 de septiembre.

Carol Ramírez le está invitando a una reunión de Zoom programada.

Tema: CLASE GRADO UNDÉCIMO 25 DE AGOSTO

Hora: 25 ago 2020 03:00 PM Bogotá

Unirse a la reunión Zoom

https://us04web.zoom.us/j/73562546230?pwd=T2xqdVZma2U3czZvYlFBNkp0ekVndz09

ID de reunión: 735 6254 6230

Código de acceso: 58N847

EL ENLACE QUÍMICO Y EL ÁTOMO DE CARBONO

La Regla del Octeto:

La Regla del Octeto fue enunciada en 1916 por G. Lewis y Kossel de manera independiente. Esta regla establece que:

El punto de mayor estabilidad se adquiere cuando un átomo tiene su última capa de electrones como la de los gases nobles.
Los átomos tienen tendencia a ceder o captar electrones para adquirir dicha configuración. Esta tendencia es tanto más acusada cuanto más próximo sea el número atómico al del gas noble.

Configuración electrónica de los Gases Nobles:

Helio: 1s²→ 2 electrones en la última capa
Neón:1s²2s²2p⁶ → 8 electrones en la última capa
Argón: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶→ 8 electrones en la última capa
Kriptón: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ 4s²4p⁶→ 8 electrones en la última capa
Xenón: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ 4s²4p⁶4d¹⁰ 5s²5p⁶→ 8 electrones en la última capa
Radón: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ 4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴ 5s²5p⁶5d¹⁰ 6s²6p⁶→ 8 electrones en la última capa

Debido al hecho de que todos los Gases Nobles (excepto el Helio) tengan 8 electrones en la última capa, los átomos tendrán tendencia a ceder o captar electrones hasta quedarse con 8 en la última capa. Por esta razón se la denomina Regla del Octeto.

Tomado de: https://www.quimicas.net/2015/09/la-regla-del-octeto.html

De la Regla del Octeto se desprende que:

los elementos anteriores al gas noble (Halógenos, Anfígenos, etc) tienen tendencia a ganar electrones para completar el octeto como lo demuestra la alta electronegatividad de los mismos
los elementos posteriores al gas noble (Alcalinos, Alcalinotérreos, etc) tienen tendencia a perder electrones para quedarse con el octeto del gas noble anterior como lo demuestra la baja electronegatividad de los mismos.
los Gases Nobles tienen la estructura más estable (8 electrones en última capa) por lo que difícilmente reaccionarán para formar compuestos con otros elementos

Regla del Octeto en los Enlaces:

La Regla del Octeto también es aplicable a los enlaces químicos, de manera que los átomos de las moléculas tienden a rodearse de 8 electrones en su última capa.

Una forma muy útil de representarlos es a través de las Fórmulas de Lewis o Diagramas de Lewis. Estas representaciones gráficas nos indican los electrones que rodean los átomos tanto de manera aislada como cuando forman enlaces:

En el ejemplo anterior, los elementos aislados (columna izquierda) pueden tener diferentes configuraciones electrónicas de última capa (el Carbono tiene 4 electrones, el Oxígeno 6 y el Cloro 7 por ejemplo).

Ahora bien, cuando forman compuestos, la suma de los electrones propios y los compartidos será 8 cumpliendo la Regla del Octeto.

En el caso de cloruro de sodio, el enlace que se forma es iónico (cuando se pierden y se ganan electrones), por lo tanto el cloro se queda con el electrón del Na.

los enlaces en los cuales los átomos comparten electrones se llaman enlaces covalentes.

EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO

Si bien la regla del octeto es muy útil para la determinación de la estructura de Lewis de algunas moléculas sencillas, en especial aquellas que están formadas por átomos no metálicos del segundo período (por ejemplo oxígeno, carbono, nitrógeno…), lo cierto es que existen excepciones a la misma. Estas excepciones pueden ser por defecto y por exceso.

Las excepciones por defecto implican que puede haber átomos enlazados covalentemente que se rodeen de menos de ocho electrones. Por ejemplo, el boro, típicamente, se rodea de seis electrones en compuestos como el trifluoruro de boro, BF3, o el tricloruro de boro, BCl3. La estructura de Lewis del trifluoruro de boro será:

Por otra parte, en el caso de las excepciones por exceso, cuando los átomos que se enlazan son elementos no metálicos del tercer período (capa de valencia n=3), como el fósforo o el azufre, puede suceder que se rodeen de más de ocho electrones. Esto es debido al hecho de que se hallan disponibles (energéticamente accesibles) los orbitales 3d de estos átomos, y por ello pueden albergar más de 8 electrones en su capa de valencia. Así, el fósforo puede formar hasta 5 enlaces covalentes, como ocurre en el pentacloruro de fósforo, PCl5. La estructura de Lewis del pentacloruro de fósforo es:

Y el azufre puede formar hasta 6 enlaces covalentes, como ocurre en el hexafluoruro de azufre, SF6. La estructura de Lewis del hexafluoruro de azufre es:

CONCEPTO DE HIBRIDACIÓN

Hibridación, es el proceso de formación de orbitales electrónicos híbridos. En algunos átomos, los orbitales de los subniveles atómicos s y p mezclarse, dando origen a orbitales híbridos sp, sp² e sp³.

Según la teoría de los enlaces covalentes, un enlace de este tipo se efectúa por la superposición de orbitales semi llenados (apenas con un electrón).

La hibridación explica la formación de algunos enlaces que serían imposibles por las teorías asociadas, así como la disposición geométrica de algunas moléculas.

Elementos posibles de hibridar

Los elementos que se hibridan son el carbono, silicio, azufre, (…). El oxígeno y el nitrógeno también se hibridan, sin embargo, sin activación.

Formas de hibridación

Hibridación sp3

La hibridación sp3 es fácilmente explicada por el carbono. Para el carbono tetraédrico (como en el metano, CH4), debe haber cuatro enlaces simples. El problema es que la distribución electrónica del carbono en estado fundamental es 1s2 2s2 2px 2py, esquematizando lo que sucede tenemos:

El orbital 1s tiene menos energía que el 2s, que a su vez, tiene menos energía que los orbitales 2p

De esta forma, el carbono debería realizar apenas dos enlaces, por lo que existen apenas dos orbitales semi llenados. En tanto, la molécula de metileno (CH2) es extremadamente reactivo, no estando equilibrado químicamente. El primer paso para entender el proceso de hibridación, es excitar el átomo de carbono en cuestión, teniendo entonces:

Distribución electrónica del carbono activado

Entonces, el carbono equilibra los cuatro orbitales, dando origen a orbitales de energía intermediaria entre 2s y 2p, dando origen al orbital sp3 (que se lee s-p-tres), así llamado por ser el resultado de la fusión de un orbital s con tres orbitales p. Por tanto se tiene:

Hibridación sp2

Otras formas de hibridación son explicadas de forma semejante a sp3 del metano. La hibridación sp2 es realizada cuando uno de los orbitales p no se hibrida. Esto sucede en moléculas como la de Eteno, en la cual existe un enlace doble entre carbonos. La estructura de Lewis de esta molécula es algo parecido con:

No son todos los orbitales que se hibridan, pues los orbitales híbridos forman apenas enlaces sigma y un enlace pi y es necesaria para el enlace doble entre los carbonos. Su distribución electrónica quedará algo como lo que se ve en las moléculas tetraédricas, trigonal, plana y linear plana (109º,28’) (120º) (180º).

Enlace Sigma: Es un enlace entre dos orbitales atómicos. El enlace sigma puede ser dada como el enlace entre dos orbitales s, o entre un orbital s y un p, o aún entre dos orbitales p, donde en todos estos casos, los orbitales se interpenetran frontalmente.

Enlace Pi: En química orgánica, enlaces pi (o enlaces π) son enlaces químicos covalentes en los cuales dos lóbulos de un orbital electrónico interseccionan dos lóbulos de otros orbitales electrónicos. Apenas uno de los planos nodales de aquel orbital pasa por los núcleos involucrados en el enlace. Es el enlace característico de compuestos con dobles o triples enlaces como es el caso del propeno y el etino.