Estructuras de Lewis - Compuestos orgánicos transcript

hola en este vídeo hablaremos sobre estructuras de louis el enlace covalente se da cuando dos átomos comparten sus electrones para llenar así sus orbitales más externos y así adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano en número atómico el enlace covalente formado al compartir un solo par de electrones se conoce como enlace sencillo o bien como enlace simple para el átomo de carbono que tiene cuatro electrones de valencia vamos a poder dibujarlo de esta manera y puede formar cuatro enlaces simples con cuatro átomos el ejemplo más sencillo es cuando esos átomos son de hidrógeno y entonces lo podemos representar con los cuatro electrones del carbono unidos a los cuatro electrones del hidrógeno para formar así los enlaces correspondientes estos también los podemos dibujar con las representaciones de cooper que culé en donde en lugar de utilizar los puntitos vamos a utilizar líneas siempre recordando que esta representación también involucra un par de electrones o sea que estas líneas cada una de ellas representa un par de electrones además de unirse a átomos de hidrógeno el carbono se puede unir a otros carbonos formando compuestos más complejos en los que se dan uniones carbono carbono como la que aquí se muestra aquí estaría el enlace entre estos dos átomos con otros hidrógenos de manera que todos los átomos estén completando sus orbitales más externos tanto los carbonos como los hidrógenos y aquí se encuentra la otra representación que es a través de líneas finalmente les pongo otro ejemplo en el cual vamos a tener más átomos de carbono en este caso 6 que se pueden unir entre sí pero ya no de manera lineal sino forman los anillos y aquí se completarían los objetos con 12 electrones provenientes de átomos de hidrógeno algo también que tienen que recordar es lo que respecta a la fórmula molecular en una fórmula molecular nosotros no vemos cómo se encuentran enlazados entre sí los átomos y lo único que vamos a conocer es la composición de las moléculas por ejemplo aquí les dice que hay cuatro hidrógenos por cada carbono y así para las demás otros elementos presentes en compuestos de interés en química orgánica son los que llamamos éter o átomos y son aquellos elementos diferentes al carbono y al hidrógeno los más comunes son el nitrógeno el oxígeno el azufre y los halógenos estos además de encontrarse como componentes de moléculas orgánicas también los vamos a encontrar en moléculas inorgánicas para el átomo de nitrógeno que tiene 5 electrones de valencia la molécula más sencilla es en la que se une a 3 átomos de hidrógeno formando tres enlaces sencillos y quedan un par de electrones sin compartir podemos representarlo también con las estructuras de cooper kekulé y en estas muchas veces van a encontrarlos en libros sin el par de electrones libres ustedes sí acostúmbrense a colocarlo ya que es este par de electrones libres el que va a participar muchas veces entre acciones y esto nos va a facilitar mucho la visualización de los mecanismos de reacción el oxígeno por su parte tiene 6 electrones de valencia por lo que para completar su objeto solo requiere de 2 electrón es más la molécula más sencilla entonces es aquella en la que se une a dos átomos de hidrógeno y forma dos enlaces covalentes con ellos en este caso quedaría el oxígeno con cuatro electrones sin compartir que también vamos a dibujar pero el caso de los halógenos estos poseen 7 electrones de valencia el ejemplo que les colocó aquí es únicamente el del flúor pero todos los halógenos tienen 7 electrones de valencia de modo que para completar su objeto únicamente necesitan formar un enlace que puede ser por ejemplo con un hidrógeno generando ese enlace covalente hidrógeno halógeno de modo que quedan 6 electrones sin compartir en el éter o átomo igualmente esos electrones también los vamos a dibujar algo importante a recordar es que todos los elementos que se encuentran en el segundo periodo como son el carbono nitrógeno y el oxígeno pueden tener un máximo de 8 electrones porque porque son los que pueden alojar en los orbitales atómicos que poseen es por ello que cuando tienen por ejemplo el carbono con 4 electrones de valencia va a formar 4 enlaces y a eso le vamos a llamar valencia el nitrógeno para completar su objeto necesita formar 3 enlaces entonces decimos que tiene una valencia de 3 el oxígeno de 2 y el los halógenos de 1 como vimos en la diapositiva anterior una vez que se forman esos enlaces que dan pares de electrones sin compartir sobre todo en el caso del nitrógeno oxígeno y los halógenos que son un total de los electrones 4 electrones o 6 electrones sin compartir esto cuando se trata de compuestos neutros más adelante nosotros vamos a ver que no siempre van a encontrarse como átomos neutros en nuestras moléculas a esta característica nosotros nos vamos a referir como que las especies o estos elementos van a ser monovalentes si pueden formar un solo enlace y tienen una valencia de 1 que sería el caso del hidrógeno y de los halógenos entonces esos son monovalentes los que pueden formar dos enlaces como el oxígeno decimos que son bivalentes aquí se encuentra el ejemplo del agua el nitrógeno que puede formar tres enlaces decimos que es trivalente y al carbono vamos a decir que es tetravalente ya que es capaz de formar cuatro enlaces muy muy muy importante recordar es que el carbono es tetravalente y ya cuando se forman estos cuatro enlaces ya cumple con su objeto y no tiene otros orbitales en los cuales alojar más electrones por lo cual el máximo número de enlaces que ustedes pueden dibujar en carbono es de 4 y queda prohibido y ximo dibujar carbonos con 5 enlaces o sea carbonos pentavalentes no se vale carbonos hexavalente es menos y ustedes siempre enfóquense a buscar que el átomo de carbono en compuestos neutros tenga 4 enlaces si le ponen más ya todo lo que puedan ustedes pronosticaron poner para esa molécula estará incorrecto además de unirse como enlaces covalentes sencillos también se pueden llegar a presentar enlaces covalentes múltiples en las moléculas orgánicas cuáles son estos son aquellos en los que se comparten más de un par de electrones entre los átomos por ejemplo cuando nosotros tenemos dos átomos de carbono y los unimos a cuatro átomos de hidrógeno vamos a tener que cada uno de esos átomos de carbono va a contribuir al enlace covalente entre ellos con dos electrones es decir en este caso aquí vamos a formar dos enlaces van a compartir cuatro electrones en lugar de compartir dos electrones que eran los que se compartían en un enlace simple para completar su objeto se unen por ejemplo a hidrógeno o a otros átomos y esto lo vamos a representar con estructuras de cooper kekulé como dos líneas que están conectando a los átomos en los que se generó el enlace múltiple no nada más podemos formar enlaces covalentes dobles sino también se pueden formar enlaces covalentes triples ese sería el caso en el que tenemos dos átomos de carbono y dos átomos de hidrógeno en este caso cada uno de esos átomos de carbono va a contribuir con tres electrones al enlace entre esos dos elementos formando un enlace triple completan su octeto en este caso con los átomos que tienen disponibles que son átomos de hidrógeno formando también ese enlace sencillo carbono hidrógeno en cada uno de ellos la representación de cooper que culé sería con tres líneas centrales recuerden cada una de esas líneas representa a un par de electrones es decir en esta zona se van a encontrar seis electrones como les mencionaba los átomos de carbono además de poder reunirse con otros átomos de carbono con átomos de hidrógeno también se pueden unir a éter o átomos y aquí les muestro tres ejemplos sencillos en el primero de ellos tenemos un átomo de carbono que se va a unir a un átomo de flúor y tres átomos de hidrógeno como el flúor es monovalente únicamente forma un enlace sencillo carbono halógeno y le quedan sus 6 electrones sin compartir representándolo con líneas encontraríamos esta estructura nuevamente es importante que dibujemos siempre esos electrones de no enlaces o electrones sin compartir podemos también sustituir un átomo de hidrógeno por uno de nitrógeno de manera que formemos un enlace covalente entre estos dos átomos y aquí el nitrógeno que es trivalente completaría a su objeto uniéndose a átomos de hidrógeno que dándole un par de electrones sin compartir la otra representación sería está nuevamente aquí está su par de electrones libres el último ejemplo sería donde se forma un enlace carbono oxígeno el oxígeno al ser bivalente únicamente le va a quedar un electrón más para unirlo a otro átomo en una molécula neutra recordemos todo esto es para moléculas neutras de modo que al oxígeno le van a quedar 4 electrones sin compartir que podemos dibujar también de esta forma aquí a lo mejor se les hace que son moléculas diferentes porque estoy poniendo el hidrógeno del otro lado sin embargo lo que es importante es el orden de unión entre los átomos y aquí no vamos a fijarnos mucho en cómo es la posición en el espacio que yo le estoy proponiendo a la estructura del mismo modo que se pueden formar enlaces dobles o enlaces triples entre los átomos de carbono también podemos formar enlaces múltiples entre un átomo de carbono y un hetero átomo aquí hay dos ejemplos uno de ellos en el que se forma un enlace de doble carbono oxígeno y en este están compartiendo cuatro electrones de enlace estos dos elementos el oxígeno conserva su de valencia o sea sigue formando dos enlaces y al ser una molécula neutra presenta sus cuatro electrones en un enlace y en el segundo ejemplo el átomo que está formando el enlace múltiples nitrógeno con un átomo de carbono en el cual también tenemos cuatro electrones enlace que en la representación de líneas se va y dibujar de esta manera nuevamente el nitrógeno es trivalente entiende y sus tres enlaces sus dos electrones libres y se trata de una molécula neutra en este caso la formación de esos enlaces covalentes múltiples va a tener como consecuencia un cambio en la geometría de la molécula y también en su reactividad entonces esto va a ser muy importante también en algo que vamos a ver más adelante que se conoce como hibridación y otros elementos que se encuentran ampliamente distribuidos entre moléculas orgánicas son el azufre y el fósforo cuando estos elementos cumplen con la regla del octeto van a formar dos enlaces en el caso de moléculas azufradas y tres enlaces en el caso de moléculas con fósforo esto debido a que el azufre se encuentra en el mismo grupo que el átomo de oxígeno que es bivalente y el fósforo se encuentra en el mismo grupo que el átomo de nitrógeno que es trivalente a diferencia de estos últimos del nitrógeno y del oxígeno el azufre y el fósforo pueden presentar una característica que es que pueden expandir su octeto qué quiere decir esto que pueden tener más de 8 electrones en su capa más externa debido a que forman parte del tercer periodo es decir tienen más orbitales atómicos en los cuales pueden llegar a alojar un mayor número de electrones por ello encontramos especies como el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico en las que para el azufre en este caso tenemos 12 electrones de valencia y para el fósforo tendríamos 10 electrones de valencia como sabemos eso porque en este caso contamos el número de enlaces formados entre el azufre y los otros elementos en este caso son 6 y multiplicamos por 2 recordando que cada uno de esos enlaces significa la presencia de un par de electrones entonces como aquí hay seis enlaces son 12 electrones como aquí hay cinco enlaces entonces hay 10 electrones es un octeto expandido en cada uno de estos casos en moléculas orgánicas lo que ocurre es que se sustituye uno de los hidrógenos puede ser el que está allí señalado por una cadena que sea carbonada o por un anillo que contenga átomos de carbono entonces obtendríamos moléculas conocidas como compuestos ulf o fosfato de fosfato trifosfato quizás por la complejidad o por el número de átomos de oxígeno y de fósforo involucrados puedan llegar a pensar que es poco habitual encontrarlos en moléculas normales digamos son moléculas ampliamente distribuidas en 'no naturaleza sin embargo son muy comunes por ejemplo en el adenosín trifosfato tenemos esta parte ubicada en esta sección de nuestra molécula con esto terminamos este vídeo espero que les sea de utilidad hasta la próxima