Duración del enlace: definición, fórmula y cálculo

¿Conoce la longitud de un enlace químico?

¿Le sorprendería si le dijera que dos pelotas de tenis enganchadas a una goma elástica son un gran ejemplo de enlace químico entre átomos? Déjame mostrarte lo que quiero decir.

Digamos que usa una banda elástica y la conecta a cada pelota de tenis, luego intenta separar las pelotas, como en la imagen (a). La longitud de esa banda de goma se estirará mucho y eventualmente se romperá.

Suponga que toma tres bandas elásticas y las conecta a cada pelota de tenis. Ahora, intente separarlos, como en la imagen (b). No solo se requiere más fuerza para separar esas pelotas de tenis, sino que la longitud de la banda elástica no se estira mucho. Más importante aún, esta longitud acortada ayuda a evitar que la banda elástica se rompa.

Longitud de enlacees la distancia medible entre átomos unidos covalentemente. La medida de la longitud del enlace, o distancia, es un promedio. Volviendo a nuestro ejemplo de pelota de tenis y banda elástica, podemos ver por qué la distancia se considera un promedio. Las pelotas de tenis unidas a una banda de goma pueden saltar hacia atrás a una velocidad muy alta una vez que se separan. Considerando que, las pelotas de tenis conectadas a tres bandas elásticas pueden tardar mucho más en recuperarse. En relación con la química, los átomos no son estáticos ni estacionarios. Pueden rebotar o moverse cuando se unen. El calor y el número de enlaces presentes (enlaces simples, dobles o triples) pueden influir en este movimiento. Sin embargo, en algún momento, se establecerá un equilibrio donde los átomos permanecerán quietos. Es en este momento cuando se toma la medida de la longitud del enlace (promedio). Dejar’

Ley de Coulomb y longitud del enlace

Si pensamos en el enlace covalente que se establece entre dos átomos, existe un cierto nivel de fuerza de atracción que facilita este enlace. Esta fuerza de atracción contribuye a la longitud del enlace mediante un principio llamado ley de Coulomb. La ley de Coulomb describe matemáticamente la fuerza de esta fuerza utilizada para mantener juntos dos átomos cargados opuestos. En este caso, piense en la relación entre la fuerza y ​​la energía: es decir, la cantidad de fuerza (o energía requerida) para unir los átomos. La ecuación de la ley de Coulomb se muestra en la Ecuación 1.

Ecuación 1: Ley de Coulomb

F e = k e ( Q1 * Q2 ) / r 2

Ahora sé que puede estar pensando: ‘¿Qué tiene que ver la carga con la unión covalente?’ Recuerde siempre que cualquier tipo de enlace, ya sea covalente o iónico, requiere cierta atracción electrostática para que los átomos se unan entre sí. Cuando vea la palabra electrostática, piense que se atraen cargas opuestas. Aplicando este concepto al enlace covalente, los átomos que tienen una alta electronegatividad (los que aman compartir electrones) participarán fácilmente en este tipo de enlace. La atracción electrostática entre los núcleos de carga positiva de un átomo y la alta electronegatividad de otro átomo unen ambos átomos como un imán. Se deslizan el uno al otro porque, como todos sabemos, los opuestos se atraen.

Por tanto, utilizando la versión modificada de la ley de Coulomb como se muestra en la Ecuación 2, podemos establecer una relación entre la energía de esta atracción y la longitud del enlace. Siempre tenga esto en cuenta: cuanto mayor sea la distancia (longitud del enlace), menos energía se necesitará para romper un enlace (y viceversa). Espero que no esté cansado del ejemplo de la pelota de tenis, pero usémoslo una vez más.

Ecuación 2: Ley de Coulomb modificada

E = ( k * Q1 * Q2 ) / r

Piénselo de esta manera: cuanto mayor es la longitud entre esas dos pelotas de tenis (debido a su estiramiento), menor cantidad de energía se requiere para romper esa banda elástica por la mitad. El mismo concepto se aplica si decide disminuir la longitud al no estirar tanto las pelotas de tenis. Se necesitaría más energía para romper la banda elástica. Afortunadamente, no nos preocupa calcular la longitud del enlace utilizando la energía del enlace. Existe una forma más sencilla de determinar la longitud del enlace.

Cómo calcular la longitud del bono

Hay tres pasos simples que se pueden seguir para calcular la longitud del enlace:

1. Dibuja la estructura de Lewis de la molécula.
2. Use una tabla para identificar los radios de cada átomo enlazado dentro de la molécula
3. Suma los dos valores de radios

La longitud del enlace se mide comúnmente en angstroms o picómetros. Hay gráficos que revelan la longitud de enlace estimada (radios en angstroms o picómetros) entre dos átomos dados, según el tipo de enlace (es decir, enlace simple, doble o triple). Veamos un ejemplo:

Supongamos que está tratando de determinar la longitud del enlace de hidrógeno y cloro en la molécula de ácido clorhídrico (HCl):

Paso 1: Dibuje la estructura de Lewis del HCl

Paso 2: Determine los radios de cada átomo unido (usando una tabla de longitud de enlace)

H: 31 picómetros
Cl: 102 picómetros

Paso 3: Sume los radios totales

HCl = 31 + 102 = 133 picómetros

Esto le dice que la longitud del enlace entre el hidrógeno y el cloro, en una molécula de HCL, es de 133 picómetros. Eso no estuvo tan mal, ¿verdad? Siga practicando cómo calcular la longitud del enlace. Solo recuerde que la longitud del enlace juega un papel importante en la energía y fuerza de un enlace químico.

Resumen de la lección

La longitud del enlace es la distancia medible entre dos átomos unidos covalentemente. Esta distancia medible es un promedio, ya que la distancia entre los átomos unidos entre sí puede cambiar. Las fuerzas electrostáticas, donde los opuestos se atraen, contribuyen a la fuerza de un vínculo. Una fórmula modificada de la ley de Coulomb explica la relación entre la energía del enlace (fuerza) y la longitud del enlace. Cuanto mayor es la longitud del enlace, menos energía se requiere para romper ese enlace. Cuanto más corta sea la longitud del enlace, más energía se requiere para romper el enlace.

Se pueden utilizar tres pasos para determinar la longitud de la unión:

(1) Dibujo de una estructura de Lewis

(2) Determinación de radios (picómetros) para cada átomo enlazado

(3) Suma de radios totales

Rodrigo Ricardo Editor y fundador