Fundamentos de Enlaces Químicos, Termodinámica y Equilibrio Químico

1. Propiedades de los enlaces metálicos
1.- Tiene altos puntos de fusión y de ebullición, ya que existe atracción entre los cationes y los electrones deslocalizados.
2.- Todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto Hg.
3.- Los metales son excelentes conductores del calor y de la electricidad, debido al movimiento de la nube-mar de electrones.
4.- Todos tienen brillos carácterísticos.
5.- No son solubles en agua.
6.- Son dúctiles (forman hilos) y son maleables (forman láminas).

Ciclo de Born-Haber

• Sublimación: "S" sólido a gas.  Líquidos: Hg, Br₂

• Disociación: "G" gas a gas.Gases: H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂

• Vaporización: "Vap" líquido a gas.   Sólidos: I₂, todos.

TRPECV (Teoría de la repulsión de los pares de electrones de la capa de Valencia)

Esta teoría, a partir de 3 reglas, nos va a decir la información de la geometría de la molécula (forma real de la molécula en el espacio). La geometría de la molécula vendrá determinada por el número de electrones que tenga el elemento central, sean o no sean de enlace. Existen 5 tipos de geometría:

• Geometría lineal (ángulo de enlace de 180°): En la molécula AB₂ el átomo central tiene 2 pares de electrones, siendo todos ellos de enlace, por lo tanto, según la TRPECV, su geometría será lineal y formará un ángulo de enlace de 180°.

• Geometría trigonal planar (120°): AB₃, 3 pares de electrones, triangular plana y formará ángulos de 120°.

• Geometría tetraédrica (109.5°): AB₄, 4 pares de electrones, tetraédrica.

• Geometría piramidal trigonal (107°): AB₃E, 4 pares de electrones, 3 de enlace y 1 no de enlace, piramidal.

• Geometría angular (104.5°): AB₂E₂, 4 pares, 2 de enlace, 2 no de enlace, ... Angular...

Polaridad
Ejemplo: BeCl₂: en la molécula BeCl₂, es de tipo AB₂ y su geometría es lineal, los enlaces (Be-Cl) son polares, pero debido a la geometría de la molécula, la suma de todos los momentos dipolares será 0, por lo que la molécula será apolar y no se disuelve. El otro AL CONTRARIO.

Hibridación
Ejemplo: BF₃: En el diagrama de Lewis observamos que el átomo central tiene 3 pares de electrones, por lo que tomará 3 orbitales atómicos puros (1 tipo s y 2 pᵐ), para formar 3 orbitales híbridos de tipo sp².

Propiedades de las sustancias covalentes

• Son las que tienen menor punto de fusión y de ebullición, aunque pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos en temperatura ambiente.

• Ningún compuesto covalente conduce la electricidad, excepto en carbono en la forma de grafito.

• Para saber si se disuelven en agua hay que estudiar la polaridad.

4. Entropía y Energía Libre de Gibbs

(ΔS) Entropía = Mide el desorden de un sistema (moles gaseosos)

• (ΔS > 0) aumenta

• (ΔS < 0) disminuye

Energía libre de Gibbs (ΔG) (mide la espontaneidad de una reacción)

• ΔG < 0 → Reacción espontánea (reacción instantánea con un pequeño aporte de calor)

• ΔG = 0 → Equilibrio

• ΔG > 0 → Reacción NO espontánea

Si:          AG= AH-TxAS

• ΔH < 0 → exotérmica

• ΔH > 0 → endotérmica

• ΔS > 0 → aumenta el desorden.

• ΔS < 0 → disminuye el desorden

Kc=concentración derecha/izquierda

Kp=Presión derencha/izquierda                 GAS

Kp=Kcx(RT) elevado a An

LE CHATELIER N2 + 3H2 = 2NH3

CONCENTRACIÓN: Si aumenta la concentración de N2. Se rompe el eq y según el ppio. De le chatelier, el sistema reaccionará tratando de eliminar esa perturbación, por lo que el eq se desplazará hacia la derecha favoreciendo la reacción directa. SI aumenta NH3 favorece reacción inversa. AL CONTRARIO SI DISMINUYE.

Efecto de un catalizador: Un catalizador no altera el equilibrio, solamente disminuye la energía de activación y aumenta la velocidad de la reacción

Presión: Si aumenta la pt se rompe el eq, '''', y se desplazará hacia el miembro de menor número de moles gaseosos, en este caso la derecha favoreciendo la reacción directa.   SI DISMINUYE AL CONTRARIO.     Si en ambos miembros existe el mismo numero de moles gaseosos, un aumento de pt no altera el eq.

VOLUMEN: Si disminuye el volumen aumenta la presión. Ídem al contrario. Igual todo

TEMPERATURA: Si aumenta la T las partículas tienen más energía y se rompe el eq, '''', y se desplazará en el sentido de la reacción endotérmica que es la que absorve energía, se favorece la inversa.  AH<0= SI T SUBE HACIA IZQUIERDA. SI T BAJA A DERECHA

AH>0 SI T SUBE DERECHA, SI T BAJA IZQUIERDA.