Atomic Hook-Ups - Types of Chemical Bonds: Crash Course Chemistry #22

Los seres humanos al igual que los elementos químicos, lidian con los enlaces Piensa en todas las relaciones de tu vida Eres un conocido para algunas personas, un colega o amigo para otros y talvez algo mas para alguien especial Puede que estés saliendo con alguien casualmente, o estas en una relación seria o casado. Hay todo tipo de combinaciones diferentes para las personas allá afuera. Y muchas veces, ustedes saben, las personas se enamoran de un vampiro o un hombre lobo. ¿Quién soy yo para juzgar? El hecho es, que cada tipo de relacion requiere de cosas diferentes de ti y de la otra persona. pero si juegas tus cartas bien, esas relaciones te permiten relajarte. y escapar del estres que viene de la búsqueda constante de afecto. Por supuesto que distancia es también importante en las relaciones mucha distancia hace que se complique el estar concentrados el uno del otro y se requiere mucho esfuerzo para mantenerse juntos y quizas no deba decirte esto pero muy poca distancia puede ser un problema también Todos necesitamos nuestro espacio y cuando no tienes ninguno, tu solo terminas alejando a toda aquella persona o cosa que te este acosando. De esta manera, los atomos son muy parecidos a nosotros Le damos a sus relaciones el nombre de enlaces, tal y como lo hacemos con las nuestras Y existen muchos tipos. Cada tipo de relación atómica requiere de diferentes tipos de energía pero cada una hace su mejor esfuerzo en asentarse en la situación con el menor estres posible La naturaleza de los enlaces entre átomos está relacionada con la distancia entre ellos, y como las personas (y vampiros y hombre lobos, supongo) tambíen dependen en que tan positivos y negativos son. La diferencia es que, al contrario de las relaciones humanas, podemos analizar exactamente que es lo que hace que diferentes tipos de relaciones químicas trabajen Y de eso trata este episodio. Pero, gente, recuerden que acá en Crash Course no damos consejos sobre relaciones de pareja. Tema de entrada Primero que todo, ¿porqué los atomos hacen esto? Bueno, como todo en el universo, los átomos hacen lo posible por reducir la cantidad de su energía total. y alcanzan su nivel mínimo de energia por medio del balance entre las fuerzas atractivas y repulsivas. sin ser demasiado pegajoso o distante Entonces cuando dos átomos se acercan el uno al otro, los electrones de cada uno son atraidos a los protones del otro . Esto se llama la fuerza electrostática Las cargas iguales se repelen , los opuestos se atraen , como en la vida real, o al menos en canciones de Paula Abdul . Lo se, estoy viejo. Cuando un átomo es atraído por otro, como Edward Cullen y Bella en la clase de química, para usar una referencia más actual. se estresa a causa de la fuerza de atracción y trata de aliviar el estrés acercándose mas. Todos hemos estado ahí, ¿verdad?. ¿Esa chica nerd sexy en tu clase de química? Es solo...es intenso. Se atraen tan fuerte que el nivel de estres o energía aumenta cuando los dos son separados, por lo tanto se mantienen cerca. Pero algunas veces, se acercan mucho. Cuando esto sucede, el núcleo repela cada uno debido a sus cargas similares, y la energía entre ellos aumenta rapidamente y ambos se retiran lo suficiente para encontrar la pequeña distancia entre ellos y todos se relajan. Esta ideal y maravillosa distancia se llama distancia de enlace . Es la distancia entre dos núcleos en el punto minímo de energía. En otras palabras, cuando las fuerzas atractivas y repulsivas se anulan entre sí . La distancia en la cual estos dos átomos de cloro alcanzan su mínima energía, es atrapada entre la atracción de los electrones, el núcleo y los protones repelando el núcleo, es la distancia de enlace Este minimo de energía, el cual sabemos que es -239 kilojulios por mol ( kJ / mol) , ocurre cuando la distancia entre los átomos es 0.00199 nanómetros ( nm ) Esta distancia es la distancia de enlace del Cl2, el gas de cloro. Ahora, debido a que los electrones son atraídos tanto por ambos núcleos en la molécula, ellos en realidad pasan la mayoría del tiempo en el espacio entre ellos. Esto se describe como intercambio de electrones y nosotros llamamos a este tipo de enlace enlace covalente. Pero no todo lo que se comparte es equitativo. Yo lo debería saber porque tengo un hermano mayor. La fuerza en la cual un átomo sostiene electrones compartidos se le llama su electronegatividad Las electronegatividades de varios elementos son muy conocidas y esperan por ti en tablas en Internet. Si dos atomos en un enlace tienen electronegatividades muy diferentes, por ejemplo, hidrogeno en 2.1 y oxígeno en 3.5 los electrones son más atraídos al átomo con mayor electronegatividad. La diferencia es tan grande que los electrones pasan la mayoría de su tiempo alrededor del atómo más fuerte y mucho menos tiempo alrededor del otro. Como cuando todos los chicos del vecindario querían pasar mas tiempo con mi hermano mayor John porque el era más carismático Cuando los electrones pasan más tiempo de un lado del enlace, esto creo una pequeña carga negativa en esa área y una pequeña carga positiva alrededor del otro átomo. Esta separación de cargas se llama polaridad, y es esta polaridad de molécula que estos átomos forman el H2O, el cual hace que el agua sea la molécula más importante en la Tierra. Los enlaces covalente como este, donde los electrones son atraidos hacia un atomo más que el otro, causando una separación de cargas, son llamados enlaces covalentes polares. Pero cuando el enlace covalente se forma en dos atómos iguales, como los atómos de cloro mostrados en la gráfica anterior, los electrones son atraidos uniformemente Estos se llaman enlaces covalentes no polares. Pero tambien deben considerar la opcion intermedia, donde los atomos no son iguales pero tienen electronegatividades muy similares como el hidrogeno, con una electronegatividad de 2.1 y azufre con 2.5 La diferencia aquí es tan pequeña que los electrones son todavía distribuidos uniformemente, y los llamamos enlaces covalentes no polares también Hay un mundo enorme de químicos que tienen estos tipos de enlaces. De hecho son tantos, que dedicaremos un par de episodios por separado a estos. Los enlaces covalentes tienden a formarse de no metales y algunas veces de metaloides, aquellos elementos que tienen tanto características de metales y no metales. Esto es porque muchos de ellos sostienen sus electrones tan fuerte que son más propensos a compartirlos con otro átomo que ganarlos o perderlos por completo. Los metales, por otro lado, tienen capas externas de electrones ligeramente sostenidas, por tanto están constantemente soltando electrones y convirtiéndose en iones positivos. Y cuando los iones positivos se topan con los iones negativos, como los que se forman por ejemplo en los halogenos, deben saber lo que va a suceder. Son atraídos el uno al otro, lo que significa que se requiere energía para mantenerlos separados. lo que significa que van a enlazarse si pueden, creando el tan maravilloso punto de energía mínima. Este tipo de enlace es llamado, como es de esperarse, enlace ionico, un enlace entre un ion positivo con uno negativo. Debido a que los iones son formados cuando un atomo pierde electrones y el otro los gana, normalmente decimos que un enlace ionico es formado por la transferencia de electrones de un atomo a otro. Y podemos calcular la cantidad de energía que existe en un enlace entre iones en una distancia dada usando la formula llamada la Ley de Coulomb. Noten que esta solo funcione para enlaces ionicos porque el calculo requiere las cargas de los iones, cargas que no tienen los enlaces covalentes. La Ley de Coulomb dice que la energía en dos iones es equivalente al producto de las dos cargas, las cuales se representan con las Q mayúsculas, porque ¿porque no?, divididas por la distancia, o radio, entre los dos núcleos, todo multiplicado por la constante, 2.31 por 10 a la menos 19 julios por nanometro (J*nm). Por supuesto, el radio tambien debe ser expresado en nanometros- tienen que hacer que las unidades coincidan Veamos como funcionan con algo muy simple: cloruro de sodio o sal de mesa. Sabemos que la carga normal en un ion de sodio es de +1 y la carga normal en cloro es de -1. Estos son Q1 y Q2. La distancia de un enlace estable de NaCl es de 0.276 nm, entonces ponemos esto en el radio y finalmente un rápido calculo nos dice que el enlace contiene -8.37 por 10 a la menos 19 julios de energía. Recuerden que el número negativo representa una disminución en la energía del sistema debido a la fuerza de atracción, lo cual ciertamente tiene sentido acá Los iones de sodio y cloro son atraídos fuertemente el uno al otro debido a sus cargas opuestas. Por supuesto, uno puede notar que -8.37 por 10 a la menos 19 julio parece un número muy muy pequeño, pero tengan en mente de que estamos hablando de un solo par de iones. ¿El -239 kJ que obtuvimos del cloro? Eso fue por todo un mol de moléculas.. Cuando se multiplica por el 10^17 o más iones en un solo grano de sal de mesa y luego se multiplica miles de granos de sal en un mol, la energía se vuelve mucho más significativa. El enlace de NaCl (cloruro de sodio) es, de hecho, algo fuerte. Y porque están formados por un ion positivo y un ion negativo, dos cargas completamente separadas entre dos diferentes partículas, los enlaces ionicos son extremadamente polares, más que los enlabcs covalentes polares. Y así, eso son nuestros tres tipos de enlaces: los polares no covalentes, formados por el intercambio igual o no igual de electrones entre los atomos de los no metales y metaloides; los enlaces covalentes polares, formados por el intercambio desigual de electrones entre dos no metales o metaloides; y los enlaces ionicos, formados por la transferencia de electrones de un metal a un no metal. Es importante recordar, sin embargo, que no solo existen tres designaciones para los enlaces químicos. Como las relaciones humanas, los enlaces no siempre van a tener límites bien definidos. Todo es continuo. Las etiquetas son útiles, pero solo nos pueden llevar muy lejos. Hay, sin embargo, ciertas propiedades que cada tipo de enlace tiende a tener que deberían saber. Por ejemplo, los compuestos ionicos son con frecuencia cristalinos en su forma sólida por la forma en la que sus iones están empacados, como lo es la sal. Son en general solubles en agua porque los dos iones interactuan por separado con las áreas positiva y negativamente cargadas en una molecula de agua. Y una vez que están separadas o disueltas, los iones permiten que la solución conduzca electricidad. Los compuestos covalentes, por otro lado, tienden a ser solidos, liquidos o gases más suaves como el cloro en temperatura ambiente. No suelen ser solubles en agua, y aunque cuando lo son, las soluciones no conducen electricidad. Las diferencias en estas propiedades se derivan principalmente de las diferencias en sus polaridades. Entonces si, la polaridad es muy importante. Tan importante que haremos un episodio entero sobre esto muy pronto. Hasta entonces, quiero agradecerles por el enlace que tiene hacia Crash Course Chemistry, ya sea un observador casual, un espectador frecuente o un fiel suscriptor. El día de hoy, si prestaron atencióm aprendieron que los enlaces químicos se forman con el fin de minimizar la energía entre dos atomos o iones. Tambíen aprendieron que los enlaces quimicos pueden ser covalentes si los atomos comparten electrones, y que los enlaces covalente pueden compartir estos electrones de manera uniforme o no. Los enlances también pueden ser ionicos si los electrones son transferidos y aprendiero como calcular la energía tramsferida en un enlace ionico usando la Ley de Coulom. Este episodio de Crash Course Chemistry fue escrito por Edi Gonzáles y editado por Blake de Pastino y yo. Nuestro consultor quimico es Dr. Heiko Langner. Este video fue fimlado, editado y dirigido por Nicholas Jenkins. Nuestro supervisor de guión es Michael Aranda. El es también nuestro diseñador de sonido y nuestro equipo de diseño, como siempre, es Thought Café.