Després de col·locar els elements en la taula periòdica i veure les configuracions electròniques i les seves propietats, podem passar a estudiar com es combinen els diferents elements, per obtenir una estructura estable.

1-Agrupacions d’àtoms

Es poden distingir els elements formats per àtoms iguals (estudiats en la taula periòdica) i els compostos formats per molècules iguals que es poden descompondre en altres materials més senzills.(11)

2-La regla de l’octet

Els àtoms dels elements tendeixen a guanyar, perdre o compartir electrons per tal d’aconseguir que el seu nivell més extern adquireixi la configuració de gas noble.(12)

https://youtu.be/uvZCFupdI4U

3.1.Excepcions a la regla de l’octet. •A més de l’hidrogen, hi ha altres elements, com el beril·li o el bor, que es queden amb menys de vuit electrons al nivell de valència una vegada formats els enllaços covalents corresponents.

3-L’enllaç químic

És la unió que s’estableix entre els àtoms. En aquest esquema pots veure els diferents tipus d’enllaços químics:

 

Activitats per entendre l’enllaç:(13) http://clic.xtec.cat/projects/enlace/jclic/enlace.jclic.zip

4.1.Mira aquest vídeo per entendre millor l’enllaç iònic i covalent (14)

4.Esctructura electrònica

.Per saber el tipus d’enllaç que tindrà lloc entre els àtoms, és necessari saber l’estructura electrònica, fes aquestes activitats per recordar com es fa:(15)

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1162/html/35_ejercicios_de_configuracin_electrnica.html

 http://www.educaplus.org/play-333-Ejercicios-de-configuraci%C3%B3n-electr%C3%B3nica.html

5–L’enllaç iònic

Aquest enllaç té lloc entre elements d’electronegativitat molt diferent, un dels elements dona els electrons, hi es queda amb carga positiva (catió) i l’altre agafa aquests electrons i queda carregat amb carrega negativa (anió).Així tots els àtoms tenen 8 electrons en el últim nivell electrònic.

Mira aquest vídeo:(16) [youtube]http://youtu.be/_BslF3FVYEk[/youtube] Per tant els enllaços iònics es formen mitjançant la unió de compostos metàl·lics i no-metal·lics.El metall dona un o més electrons, formant cations amb una configuració electrònica estable. Aquestos electrons, ingressen en el no-metall, originant un anió, també amb una configuració electrònica estable. El dos són estables, ja que han complit la regla del octet. Gràcies a l’atracció electrostàtica entre els ions de carga oposada, fa que s’unisquen i formen un compost. El gran nombre d’enllaços que s’efectuen donen pas als cristalls iònics, formant xarxes cristal·lines.

5.1.Força de l’enllaç iònic

Les forces d’enllaç iònic són electrostàtiques, és a dir, que es donen entre els ions de diferent signe, un electropositiu  i un altre electronegatiu (que posseeix una alta afinitat electrònica).

Per exemple, en el clorur de sodi, un ió Na+ exercirà la seva força atractiva sobre els ions *Cl- amb igual intensitat en totes les adreces de l’espai per a una distància donada. Aquesta característica de les forces d’enllaç iònic dóna lloc a la formació d’estructures iòniques espacials i regulars en les quals cada ió està lligat a un grup ordenat d’ions de signe contrari que li envolta.(veure dibuix anterior del NaCl).
Aquest tipus d’enllaços és molt comú entre els elements de les columnes o grups I i II, amb menor energia d’ionització( tendeixen a donar els electrons de la última capa)i els elements dels grups XVI i XVII (VI i VII respectivament)què tenen una major afinitat electrònica (tendeixen a gafar electrons).

5.2.Propietats dels enllaços i els compostos iònics

---

• Punts de fusió i ebullició elevats Degut a la forta atracció dels ions de càrrega oposada,  els cristalls tenen punts de fusió i ebullició elevats, els àtoms són més estables, i necessitaran un nivell d’energia molt alt per a perdre la seva estabilitat i trencar l’estructura i arribar a fondre’s i convertir-se en líquids.

• Formen xarxes cristal·lines formant sòlids.

• Sòlids durs i trencadissosSón sòlids durs, la duresa, entesa com la oposició a ser ratllat, es molt gran en els compostos iònics.El ser ratllat suposa la ruptura dels enllaços, però això resulta difícil degut a l’estabilitat de l’estructura cristal·lina. però a la vegada són fràgils, que es poden trencar amb facilitat, és més fàcil que els seus anions i cations s’alineen amb àtoms del mateix signe, i això fa que es repulsen, i es trenquen amb facilitat.

• Són solubles en dissolvents polars com l’aiguaÉs fàcil que es dissolen en dissolvents polars, com per exemple l’aigua.

• Baixa conductivitat elèctrica i tèrmica al estat sòlid.En estat sòlid no condueixen ni l’electricitat ni la calor, ja que els àtoms estan molt junts i estables i hi estan inmovilitzats, i per tant, no poden conduir ni l’electricitat ni la calor.

• Quan es tracta de substancies dissoltes tenen una conductivitat alta.Quan estan dissoltes en aigua o un altre dissolvent polar, tenen una conductivitat molt alta, condueixen l’electricitat i la calor més fàcilment.

6-L’enllaç covalent

 Com ja s’ha vist és la unió de dos o més àtoms que comparteixen un o més parells d’electrons. Aquest tipus d’enllaç segon el nombre d’electrons compartits serà: 7.1.Enllaç senzill-Cada àtom aporta un electró al enllaç, un exemple es la molècula de hidrògen. 7.2.enllaç doble– -cada àtom aporta dos electrons al enllaç, comparteixen dos pars d’electrons, aquest és el cas de l’oxigen (O₂): 7.3-Enllaç triple-cada àtom aporta tres electrons al enllaç, comparteixen tres pars d’electrons, un exemple és el nitrògen. En aquesta web tens exercicis per practicar:(17) http://www.fullquimica.com/2013/08/ejercicios-y-problemas-resueltos-sobre.html

7.Estructura de Lewis

Passos per a representar el diagrama de Lewis d’una molècula senzilla: 1. Comptem tots els electrons de valència 2. Es tria quin és l’àtom central que generalment és el menys electronegatiu. Mai és l’hidrogen, ni l’oxígen. 3. Formem els enllaços entre l’àtom central i els perifèrics 4. Els electrons restants es situen com a parells solitaris per a completar els octets. 5. Hem de comprovar si la distribució electrònica és correcta i si d’aquesta distribució en resulta una espècie elèctricament neutra.

8-Tipus d’enllaç covalent

-Segon estiguin compartits els electrons del enllaç tenim:

a)Enllaç covalent pur o apolar-Es tracta d’un enllaç on els dos àtoms són iguals ,per exemple l’hidrogen, l’oxigen, etc.No hi ha cap desplaçament de la carrega.

b)Enllaç covalent polar-Quan el àtoms són d’electronegativitat molt diferent, per exemple HCl, aigua i amoníac.Hi ha un desplaçament de la carrega i es forma un dipol.   

c)Enllaç covalent coordinat o datiu-En aquest enllaç el parell d’electrons compartits son donats per un sol àtom, un exemple és l’ió amoni (es pot formar un compost com el clorur d’amoni).

9-Estructura espacial de les molècules

Les molècules covalents es poden representar en l’espai, mira aquesta pàgina i observa les seves estructures espacials.(18) http://www.iesrdelgado.org/tomasgomez/2%C2%BA%20Bachillerato/QUIMICA/enlace%20covalente/punto3d.htm

10-Forces intremoleculars

També hi ha enllaços entre les molècules amb enllaç covalent. a)FORCES DE VAN DER WAALS ENTRE MOLÈCULES POLARS: són forces febles de caràcter electrostàtic entre els dipols de les molècules de substàncies polars (μ≠0). Es denominen forces dipol-dipol.

b)FORCES DE VAN DER WAALS ENTRE MOLÈCULES APOLARS O FORCES DE LONDON: són forces molt febles de caràcter electrostàtic entre les molècules de substàncies apolars, a causa de la distribució asimètrica de la càrrega que genera un dipol instantani. Es produeixen entre molècules d’H2, F2, Cl2 o I2.  Aquestes forces augmenten amb la grandària dels àtoms i les molècules ja que depenen fortament de la geometria de les molècules.

Si vols aprofundir més:(19)

http://www.quimitube.com/videos/fuerzas-de-london-o-de-dispersion-dipolo-instantaneo-dipolo-inducido

c)ENLLAÇOS D’HIDROGEN: L’enllaç d’hidrogen es produeix quan un àtom d’hidrogen unit covalentment a un àtom molt electronegatiu (F, O, N) interacciona amb un parell d’electrons no compartit d’altre àtom petit i electronegatiu. És característic de substàncies que contenen enllaços N-H, O-H i F-H. La força d’aquest enllaç augmenta amb la diferència  d’electronegativitat entre els àtoms implicats i com més petita sigui la grandària d’aquests. Així es justifiquen l’increment dels punts d’ebullició dels alcohols i algunes solubilitats en aigua.

 

 11-Propietats dels compostos covalents

La formació d’enllaços covalents pot donar lloc a dos tipus de substàncies amb estructures i propietats completament diferents. Aquestes dues substàncies són els cristalls covalents i les substàncies moleculars

13.1-Els cristalls covalents^[8] estan constituïts per xarxes tridimensionals que s’estenen al llarg de tot el cristall on trobem els àtoms units entre si mitjançant enllaços covalents. Normalment els àtoms que formen els cristalls covalents són per exemple: carboni,silici i oxigen.

• Tenen una gran duresa mecànica.
• Tenen punts de fusió elevats ja que per fondre’s, s’han de trencar els enllaços covalents entre els àtoms i, per a això, es necessita una gran temperatura. Així, són en general sòlids.
• Els cristalls covalents són aïllants elèctrics ja que no presenten càrregues en moviment a causa del fet que els electrons de valència estan units als enllaços covalents molt fermament.
• Són molt resistents i insolubles en qualsevol tipus de substàncies ja que no formen interaccions amb altres àtoms pel fet que es necessita molta energia per trencar els enllaços covalents entre els àtoms dels cristalls.

13.2-Les substàncies moleculars són un conjunt de molècules, cada una d’elles formada per àtoms units entre si mitjançant enllaços covalents. Aquestes molècules s’uneixen mitjançant forces intermoleculars.

• Les substàncies moleculars, degut a la debilitat de les forces intermoleculars, són sòlids tous, ja que quan es ratllen es trenquen les forces intermoleculars; i, en general, no mal·leables.
• Tenen punts de fusió i ebullició baixos el que implica que la majoria d’aquestes substàncies siguin gasos a temperatura ambient.
• Degut a l’absència de càrregues elèctriques en moviment, les substàncies moleculars no són conductores de l’electricitat sinó que són aïllants.
• La solubilitat de les substàncies moleculars depèn de si es tracta de substàncies formades per molècules polars o per molècules apolars. Així, les primeres es dissoldran en dissolvents polars com l’aigua mentre que les segones ho faran en dissolvents apolars com el tetraclorur de carboni.

Exemples

Hi ha moltes substàncies moleculars, però entre elles hi ha l’hidrogen (H₂), l’aigua (H₂O), l’amoníac (NH₃), els compostos orgànics…(20)

 

 12-Enllaç metal·líc

L’enllaç metàl·lic es produeix entre els àtoms metàl·lics.

Els àtoms metàl·lics perdren els electrons de valència, els cations formen una estructura ordenada en la qual els electrons es mouen amb llibertat, formant un núvol electrònic.
Les forces d’atracció entre els ions positius i els electrons són molt fortes.

 

12.1.Propietats de l’enllaç metàl·lic

• Les forces d’atracció entre els cations i els electrons són fortes, i això determina que els punts de fusió i ebullició dels metalls siguin elevats.

• La mobilitat dels electrons permet justificar la conductivitat elèctrica dels metalls.

• Les propietats de deformació sense trencament del cristall (ductilitat i mal·leabilitat), s’expliquen per la possibilitat de lliscament de les capes de cations sense canviar l’entorn dels ions.

Pots veure aquest vídeo per comprendre millor aquest enllaç(21)

 

 

 13-Kahoot

https://play.kahoot.it/#/lobby?quizId=65eb13f2-442f-40f4-b28a-b84f3ba44818