sábado, 6 de diciembre de 2008

Propiedades FISICO-QUIMICO de las Sustancias Puras


  • Existen grandes moléculas, los polímeros, constituidos de una infinidad de unidades monométricas.

  • Las grasas o aceites son lípidos constituyentes de tejidos animales y vegetales.

  • De una grasa o aceite se puede obtener un jabón.

  • Los azúcares fundamentales mas conocidos poseen estructuras cíclicas.

  • Las proteínas son macromoléculas constituidas de aminoácidos.

Polímeros


Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de pequeñas moléculas denominadas monómeros.


Los polimeros, por lo general, son compuestos no volátiles, de alta viscosidad si son líquidos, textura vidriosa o sólida. Agunos polímeros sintéticos son moldeables a temperaturas moderadas.


Se encuentran en forma natural en animales y vegetales. Entre ellos tenemos la proteínas, resinas, celulosa o almidon. Industrialmente se preparan polimeros sintéticos tales como: fibras textiles, plásticos, resinas, gomas sintéticas, etc. Algunos polímeros especialmente sintéticos se conocen con el nombre genérico de plásticos, lo que alude a su facilidad para moldearlos y deformarlos.


Moleculas de vida


Es desconsertante la gran variedad de formas de vida animal y vegetal en nuestro planeta, en la que participa 50% de los elementos conocidos. Sin embargos, los elemtos mas frecuentes son el carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrogeno, que en conjunto conforman el 96 % de la masa corporalde un ser humano.


Lipidos


Entre ellos se encuentran las grasas y aceites constituyentes de tejidos animales y vegetales. El reino animal almacena energía en moléculas de lípidos, las que actuan además como aislante térmico.


Los lipidos son ésteres que se forman por reacción de la glicerina y ácidos carboxílicos de cadena larga (ácidos grasos).


El triéster de la glicerina se denomina frecuentemente triglicérido. Las grasas son lípidos formados de ácidos grasos alifáticos saturados, que a temperatura ambiente son sólidos. En cambio, los aceites son líquidos constituidos de ácidos grasos alifáticos no saturados (poseen enlaces dobles).



Enlace Químico

La mayor parte de nuestro planeta está conformado de compuestos y de mezclas de compuestos. Así sucede en las rocas, en el suelo, en las aguas y en los sres vivos. La presencia natural de materiales constituidos de átomos aislados es muy escasa. Unos de los pocos ejemplos son el helio y el árgon presentes en la atmofera en cantidades inferiores al 1%.

La escasez de átomos aislados en la naturaleza, revela que deve existir una fuerza que tiende a la formación de conglomeradosde átomos o compuestos. Esta fuerza s el enlace quimico. En unátomo aisladosus electrones se encuentran sometidos a la acción de un nucleo central. Cuando dos átomos se acercan, sus electrones caen bajo la influciasimultánea de los dos núcleos, pasando a un estado energético más bajo que en los átomos aislados.

En el proceso de formación de enlaces, participan fundamentalmente los electrones del nivel mas externo de los átomos, denominados electrones de valencia.

Existe una gama de átomos que van dede una alta capacidad para atraer electrones (alta electronegatividad) hasta los que tienen baja capacidad para retenerlos ( baja electronegatividad).

Cuando la union se verifica entre átomos iguales, como en H2 o Cl2, los electrones del enlace se comparten por igual entre ambos átomos. Este tipo de enlace, producto de una compartición de electrones, se denomina enlace covalente.


Esta clase de enlace también ocurre entre átomos diferentes, siempre que las electronegatividades no sean muy desiguales. En el caso de H2O o CO que también son covalentes, el átomo mas electronegativo atrae hacia sí los electrones del enlace, despoblando parcialmete al otro.

Se establece un cierto grado de asimetría en la distribución de cargas, lo que conduce a un enlace covalente polar o parcialmente iónico.

Cuando las electronegatividades son muy diferentes, la polarizacion de cargas es extrema. El átomo menos electronegativo entrega completamente uno o mas electrones al átomo mas electronegativo, proceso que conduce a la formación de iones de carga opuesta. En este caso no hay electrones compartidos y la unión se verifica por la atacción electrostática entre iones de cargas contrarias. Este tipo de enlace se denomina enlace iónico.


Un tercer tipo de enlace, el enlace metálico, se origina en el movimiento azaroso de los electrones de valencia entre espacios que posee una matriz ordenada de iones negativos.





Simbolo de Lewis

A fin de sistematizar el estudio del enlace quimico, es necesario de disponer de un medio grafico que describa la cantidad de los electrones de valencia en los átomos. Para tal propósito se utilizan los símbolos de Lewis, que consisten en escribir el simbolo químico de un elemento rodeado de un número de ountos que equivalen a sus electrones de valencia. La característica fundamental es que "la cantidad de electrones de valencia en elementos representativos y gases nobles es igual al número del grupo". Esta correlación entre el sistema periódico y los símbolos de Lewis facilita la comprensión del enlace químico.


Enlace iónico

El enlace iónico se caracteriza por una transferencia total de uno o más electrones desde la capa de valencia de un átomo de baja electronegatividad hasta un átomo de alta electronegatividad. El átomo que cede electrones se transforma en un ión positivo (catión) y el que los gana se convierte en un ión negativo (anión). El enlace iónico resulta por atracción electrostática entre iónes de cargas opuestas.

La atracción electroestática entre iónes de cargas opuestas (-)(+).

Esta entidad es tan polar que induce a la asociación con otros pares iónicos, generando progresivamente una estructura tridimensional ordenada, denominada cristal o red cristalina. En ella los cationes y aniones se ordenan, ocupando posiciones alternadas.







Enlace covalente

Para comprender este tipo de enlacves es fundamental conocer las configuraciones electrónicas de los átomos que se enlazan y en particular los electrones de valencia. Un enlace covalente consiste fundamentalmente en un apareamiento y compartición de dos electrones entre dos átomos. Con el objeto de alcazar un mejor conocimiento de la naturaleza molecular de la materia, es necesario disponer de modelos estructurales que nos acerquen a la realidad. Uno de estos modelos son las formulas o estructuras electrónicas de Lewis, que describen aproximádamente la distribución electrónica de una especie molecular.

Moléculas diatómicas covalentes

Estas moléculas se forman entre moléculas iguales (homoatómicas u homonucleares) o entre átomos diferentes (heteroatómicas u heteronucleares) y de electronegatividades parecidas.

Moléculas homoatómicas

Ejemplos de estas oléculas son: H2, Cl2 y N2.
En la molécula de hidrógenos H2 los únicos dos electrones disponibles son compartidos ente los átomos formando un enlace simple.


Moléculas covalentes poliatómicas

Son moléculas que tienen tres o más átomos. En ellas se debe definir un átomo centralque, por lo general, es el menos electronegativo. El átomo de hidrógeno es un caso especial, porque debido a su baja covalencia, sólo puede ser un átomo ligerante o lateral.


Excepciones a la regla de octeto


1.- Se ha visto anteriormente que el hidrógeno está incapacitado para alcanzar un octeto.
2.- Moléculas deficientes en electrones.
3.- Moléculas que sobrepasan el octeto.
4.- Moléculas impares.


Enlasce covalente coordinado o dativo

En algunos enlaces covalentes, los dos electrones del enlace son donados o aportadossólo por uno de los átomos que dispone de electrones no compartidos.


Resonancia

En algunas moléculas es posible escribir más de una fórmula de Lewis.
Sin embargo, ante la carencia de un modelo simple, la molecula real no corresponde a ninguna de las estructuras sino a un híbrido de resonancia, que es el resultado de las estructuras de Lewis


Geometría molecular


La estructura y forma de las moléculas juegan un rol muy importante en los procesos químicos y biológicos. Las reacciones químicas dependen de la forma que tienen las moléculas.

Dos pares o grupos de pares de electrones AX2

Dos pares de electrones experimentan una repulsión mínima cuando se encuentran en lados opuestos al átomo central. La molécula AX2, por consiguiente es lineal, con un ángulo X-A-X de 180º

Tres pares o grupos de pares de electrones

La repulsión mínima entre tre pares de electrones en torno al átomo central A, ocurre cuando éstos se sitúan en los vértices de un triángulo equilátero. Son posibles las moléculas AX3 Y AX2.

Cuatro pares o grupos de electrones

La geometría optima para la mínima repulsión entre cuatro pares se obtiene cuando los electrones se ubican en los vértices de un tetraedro, ángulos X-A-X cercanos a 109º

Polaridad molecular

Un enlace covalente puro ocurre solo entre átomos idénticos, situación que se da en las moléculas diatómicas H2, F2 o N2. Estas moléculas son apolares, donde la densidad electrónica esta simétricamente distribuida. Sin embargo, cuando los átomos son distintos y con diferentes electronegatividades el enlace se polariza hacia el elemento mas electronegativo. En este caso el enlace covalente es polar.

En moléculas poliatómicas para establecer si son polares o apolares, no basta con conocer las electronegatividades. Es preciso conocer la geometría espacial de la molécula y de ella establecer la distribución de la nube electrónica.

Interacciones moleculares

La fuerza o tendencia a formar agregados moleculares se conoce como interacción molecular o fuerza intermolecular.
Las interacciones moleculares más fundamentales son los enlaces por puente de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals.


  • Enlaces por puentes de idrógeno: estos ocurren entre compuestos que ademas de hidrógeno contenen un elemento muy electronegativo, como F,O, N o Cl.
  • Fuerzas de Van der Waals: son interacciones débiles entre moléculas polares o no polares.








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