Enllaç químic

Índex

Regla de l’octet

La configuració més estable per a qualsevol àtom és comptar amb vuit electrons a la capa exterior.

Els elements tendiran a unir-se per a completar la seva capa exterior, intercanviant (cedint/captant $\rightarrow$ enllaç iònic) o compartint electrons (enllaç covalent), i així guanyar estabilitat.

Estructures de Lewis

Es tracta de diagrames que mostren la unió entre els àtoms d’una molècula i els parells solitaris d’electrons que poden existir a la mateixa.

Les estructures de Lewis mostren cada àtom i la seva posició en l’estructura de la molècula emprant el seu símbol químic. Es dibuixen línies entre els àtoms que estan units entre si (es poden utilitzar parells de punts en lloc de línies). L’excés d’electrons que formen parells solitaris es representen com a parells de punts, i es col·loquen al costat dels àtoms.

Fes clic aquí per veure com construir estructures de Lewis pas a pas

1. Dibuixeu la molècula de la forma més simètrica possible, col·locant els elements més electronegatius als extrems.
2. Envolteu cada element amb els electrons de valència ($N_\mathrm v$).
3. Calculeu el nombre màxim d’electrons de valència complint la regla de l’octet ($N_\mathrm{màx}$).
4. Calculeu el nombre d’electrons enllaçants ($N_\mathrm{e} = N_\mathrm{màx} - N_\mathrm{v}$).
5. Calculeu el nombre d’electrons no enllaçants ($N_\mathrm{ne} = N_\mathrm{v} - N_\mathrm{e}$).

Exemples

Aigua (H₂O)

Oxigen (O₂)

Diòxid de carboni (CO₂)

Enllaç iònic

És un enllaç que involucra l’atracció electrostàtica entre ions de signe oposat. Els ions són àtoms amb càrrega elèctrica, que pot ser negativa (anions) en cas d’haver captat (guanyat) electrons, o positiva (cations) en cas d’haver cedit (perdut) electrons.

L’enllaç iònic sol donar-se entre metalls (tendeixen a cedir electrons) i no metalls (tendeixen a captar electrons).

Propietats de les substàncies iòniques

• A causa de les intenses forces electroestàtiques entre els ions, solen tenir temperatures de fusió i ebullició molt elevades, per la qual cosa la majoria són sòlids cristal·lins a temperatura ambient.

• Davant cops, l’alineament dels ions positius i negatius pot perdre’s, per la qual cosa són molt fràgils, encara que també molt durs.
• Fosos o en dissolució, condueixen el corrent elèctric.

Enllaç covalent

És un enllaç químic que implica la compartició de parells d’electrons entre àtoms. L’enllaç covalent sol donar-se entre no metalls (tendència a captar electrons).

Propietats de les substàncies covalents moleculars

• A causa de les febles interaccions entre molècules covalents, solen tenir temperatures de fusió i ebullició baixes (molts compostos covalents són líquids o gasos a temperatura ambient).
• En estat sòlid són compostos tous i fràgils.
• Són mals conductors de la calor i de l’electricitat.

Simulació

Construeix molècules amb la següent simulació:

Propietats de les substàncies covalents cristal·lines

Les substàncies covalents cristal·lines contenen un gran nombre d’àtoms neutres units entre si mitjançant enllaços covalents, formant làmines bidimensionals, com el grafit o el grafè, o estructures tridimensionals, com el 💎 diamant o el quars.

• A causa dels forts enllaços covalents entre els àtoms, solen tenir temperatures de fusió i ebullició altes, per la qual cosa són sòlids a temperatura ambient.
• Són substàncies molt dures encara que fràgils.
• Solen ser mals conductors (no així el grafit o el grafè).

Enllaç metàl·lic

El enllaç metàl·lic és l’enllaç químic que manté units als àtoms d’un metall entre si. Sorgeix de l’atracció electroestàtica entre els electrons de conducció i els cations metàl·lics.

Propietats de les substàncies metàl·liques

• Aparença brillant.
• Són bons conductors de la calor i de l’electricitat.
• Formen aliatges amb altres metalls.
• Tendeixen a cedir (perdre) electrons al reaccionar amb altres substàncies.
• La majoria són sòlids a temperatura ambient (Hg és 💧).

Forces intermoleculars

Les forces intermoleculars són les forces que existeixen entre les molècules, incloent-hi les forces d’atracció o repulsió que actuen entre les molècules i altres tipus de partícules veïnes, per exemple, àtoms o ions. Les forces intermoleculars són febles en relació amb les forces intramoleculars (les que mantenen unida una molècula).

Enllaços d’hidrogen

Són les forces intermoleculars més intenses. Es donen entre molècules que contenen àtoms d’hidrogen units a àtoms de nitrogen (N), oxigen (O) o fluor (F).

Els enllaços d’hidrogen són responsables de:

• Que l’aigua (H₂O) tingui una temperatura d’ebullició anormalment alta (100 °C a pressió atmosfèrica).
• L’estructura de proteïnes i àcids nucleics, com la doble hèlix de l’ADN 🧬.
• L’estructura de polímers.