¿Qué es la longitud de enlace?

La longitud de enlace es la distancia promedio entre los núcleos de dos átomos unidos por un enlace químico.

¿Cómo se mide la longitud de enlace?

La longitud de enlace se mide en picómetros (pm) o angstroms (Å), utilizando técnicas como la difracción de rayos X o la espectroscopía.

¿De qué depende la longitud de enlace?

Depende de factores como el tipo de átomos involucrados, el número de enlaces (simple, doble, triple) y la hibridación orbital.

¿Por qué es importante la longitud de enlace?

Es importante porque afecta las propiedades físicas y químicas de una molécula, como su estabilidad y reactividad.

¿Qué es la longitud de enlace? Selecciona todo lo que corresponda.

la distancia media entre los dos núcleos de los átomos de un enlace covalente

¿Tendría C-F o C-I la longitud de enlace más corta? ¿Por qué?

C-F sería más corto porque su orden de enlace es menor.

¿Describe cómo se relacionan la tendencia del radio atómico en la tabla periódica y la tendencia de la longitud del enlace?

tanto la longitud del enlace como el radio atómico aumentan al descender por los grupos de la tabla periódica y disminuyen al atravesar los periodos de la tabla periódica

Longitud de enlace: Química, Estructura

Longitud de enlace

Imagina la relación entre tu mejor amigo y tú. Probablemente no estabais muy unidos cuando os conocisteis, y vuestro vínculo no era tan fuerte. Pero a medida que os acercabais más y más, vuestro vínculo como amigos se hacía cada vez más fuerte. Lo creas o no, ésta es una forma sencilla de pensar en la longitud de enlace en los enlaces covalentes: a medida que se acorta la longitud de enlace entre los átomos, ¡aumenta la fuerza del enlace (también conocida como energía de enlace)!

Pruéablo tú mismo

Lalongitud de enlace es la distancia media entre los dos núcleos de los átomos unidos en un enlace covalente.

La energía de enlace es la energía potencial necesaria para romper un enlace covalente.

Para empezar, aprenderemos la fórmula de la longitud de enlace y cómo se mide.
A continuación, estudiaremos las tendencias comunes de la longitud de los enlaces y veremos cómo se refleja en la tabla periódica.
Después, nos familiarizaremos con la tabla de longitudes de enlace.
Por último, veremos en detalle la longitud de enlace de las moléculas de hidrógeno y los dobles enlaces.

¿Qué es la fórmula de la longitud de enlace?

Si has leído Fuerzas intramoleculares y energía potencial, deberías tener una comprensión básica de la longitud de enlace como la distancia entre los dos núcleos de átomos enlazados covalentemente cuando la energía potencial del enlace está al mínimo. Pero repasemos brevemente algunos principios básicos que hay que tener en cuenta sobre la longitud de enlace antes de entrar en detalles.

La longitud de enlace suele medirse en una unidad llamada picómetro (pm) o Angstrom (Å).
Los factores que afectan directamente a la longitud del enlace son el orden del enlace y el radio atómico.
La longitud deenlace y la energía de enlace están inversamente relacionadas.

Como vimos en la metáfora de la amistad, este último punto sobre la relación inversa entre la longitud y la energía del enlace significa que, a medida que disminuye la longitud del enlace, aumenta la energía del enlace. La fórmula que demuestra esta relación se conoce como Ley de Coulomb.

La Ley deCoulomb afirma que las fuerzas similares se repelen, mientras que las fuerzas opuestas se atraen.

La fórmula asociada a la Ley de Coulomb es:

$F = k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$

En este caso, k es la constante de Coulomb, q se refiere a la carga electrostática de los átomos, r al radio atómico y F a la fuerza eléctrica que equivale a la energía de enlace.

La Ley de Coulomb se asocia principalmente con los enlaces iónicos y sus interacciones, pero en los enlaces covalentes existen fuerzas coulómbicas débiles entre los electrones cargados negativamente y los núcleos cargados positivamente de los átomos enlazantes. Aunque es útil estar familiarizado con la ley de Coulomb, ya que demuestra matemáticamente la relación inversa entre la longitud y la fuerza del enlace, utilizarás otros medios para determinar la longitud de enlace de los enlaces covalentes.

La fórmula de Coulomb puede utilizarse para demostrar la relación entre la fuerza de enlace y la longitud de enlace en sentido amplio, pero suele asociarse con los enlaces iónicos y sus interacciones. Esto se trata en detalle en La ley de Coulomb y la fuerza de interacción.

Entonces, ¿qué otros medios existen para calcular la longitud de los enlaces?

Las formas más habituales de calcular la longitud de enlace de los enlaces covalentes son los diagramas de energía potencial y la tabla de radios atómicos. Nos centraremos en los radios atómicos; consulta Diagramas de energía potencial química para saber más sobre cómo determinar la longitud de enlace a partir de un diagrama de energía.

Pensemos por qué el radio atómico afecta a la longitud del enlace.

Es muy sencillo. A medida que aumenta el tamaño de los átomos, aumenta también la distancia entre sus núcleos. Teniendo esto en cuenta, podemos seguir estos tres pasos para calcular la longitud del enlace:

1. Dibuja SIEMPRE la estructura de Lewis de la molécula y determina el orden de los enlaces.

2. Halla los radios atómicos de los dos átomos en una tabla de radios atómicos.

3. Suma los dos radios atómicos.

Hagamos un ejemplo sencillo e intentemos calcular la longitud aproximada del enlace del _H2.

En primer lugar, haz un esbozo rápido de la estructura de Lewis para el enlace del _H2.

Deberías haber dibujado un enlace simple: $H - H$

A continuación, hagamos referencia a la pequeña parte de la tabla de radios covalentes que se adjunta a continuación:

Número atómico	Elemento	Radios covalentes
		Enlaces sencillos	Enlaces dobles	Enlaces triples
1	H	31	-	-
2	He	28	-	-
3	Li	128	124	-
4	Be	96	90	85

Como vemos, el radio covalente de un átomo de hidrógeno es de 31 pm.

Por último, sumamos la suma de los radios atómicos de los dos átomos de la molécula. Como ambos átomos son de hidrógeno, la longitud del enlace es de 31 pm + 31 pm, aproximadamente 62 pm.

Es importante comprender las tendencias generales asociadas a la longitud de enlace, ya que a menudo necesitarás saber cómo ordenar la longitud de enlace de las moléculas en función del orden de enlace o del radio atómico.

Tendencias de la longitud de enlace

Vamos a ver dos tendencias diferentes relacionadas con la longitud de enlace:

longitud de enlace y orden de enlace
longitud de enlace y radio atómico

Longitud y orden de enlace

Ya deberías saber que el orden de enlace se refiere al número de pares de electrones compartidos en un enlace covalente.

Enlaces simples = 1 par compartido

Enlaces dobles = 2 pares compartidos

Enlaces triples = 3 pares compartidos

A medida que aumenta el número de electrones compartidos en los enlaces, la atracción entre los dos átomos se hace más fuerte, acortando la distancia entre ellos(longitud del enlace). Esto también aumenta la fuerza del enlace(energía de enlace) porque la atracción entre los átomos es más fuerte, lo que hace que sea más difícil separarlos.

La forma correcta de pensar en la disminución de la longitud del enlace es Enlaces simples > Enlaces dobles > Enlaces triples .

Longitud de la fianza Orden de fianza EstudioSmarter Fig.1-Enlaces simples, dobles y triples carbono-carbono

Para recordarlo, puedes pensar

Menospares de electrones = Enlace máslargo = Menorfuerza de enlace

Variospares de electrones = Enlaces máscortos = Mayorfuerza de enlace

Longitud de enlace y radio atómico

También hemos mencionado la relación entre la longitud del enlace y el radio atómico .

Los átomos más grandes tendrán una longitud de enlace mayor
Los átomos más pequeños tendrán una longitud de enlace menor

La tendencia es útil porque podemos utilizar la tendencia periódica del radio atómico para averiguar la longitud del enlace.

La longitud de enlace aumenta descendiendo por los grupos de la tabla periódica.
La longitud de enlace disminuye al atravesar los periodos de la tabla periódica.

Utilizar esta tendencia nos permite comparar correctamente las longitudes de enlace de moléculas que tienen el mismo orden de enlace y sólo difieren en un átomo, ¡como CO, CN y CF!

¿Colocamos CO, CN y CF en orden creciente de longitud de enlace? ¿Y la energía de enlace?

¿Cuál crees que es el primer paso?

Siempre tenemos que dibujar una estructura de Lewis para determinar el orden de los enlaces (por supuesto, en este caso sabemos que todos son enlaces sencillos, ¡pero es mejor acostumbrarse a dibujarlos!)

Como el orden de los enlaces es el mismo, sabemos que todo se reduce al radio atómico. Localicemos el O, el N y el F en la tabla periódica.

Longitud del enlace Tabla periódica StudySmarter Fig.2- La Tabla Periódica

Longitud de enlace Longitud de enlace de hidrógeno StudySmarter Fig.3-La longitud de los enlaces aumenta en un grupo

Podemos ver que el O, el N y el F están todos en el Periodo 2. A medida que avanzamos por un período, ¿qué ocurre con el radio atómico y, a su vez, con la longitud del enlace?

¡Disminuye! Por tanto, sólo tenemos que colocar las tres moléculas en el orden inverso al que están en el periodo para mostrar una longitud de enlace creciente, que sería

CF > CO > CN

Pero, ¿qué ocurre con el aumento de la energía de enlace?

Bien, sabemos que la longitud de enlace es inversamente proporcional a la energía de enlace, así que para que la energía de enlace aumente, la longitud de enlace debe disminuir... ¡le damos la vuelta!

CN > CO > CF

Echa un vistazo a Tendencias periódicas si quieres refrescar las tendencias de los radios atómicos.

Gráfico de longitud de enlace

Veamos un diagrama de longitud de enlace para ver las tendencias del orden de enlace, la longitud de enlace y la energía de enlace.

Bono	Tipo de enlace	Longitud de enlace (pm)	Energía de enlace (kJ/mol)
C-C	Sencillo	154	347
C=C	Doble	134	614
$C \equiv C$	Triple	120	839
C-O	Simple	143	358
C=O	Doble	123	745
C-N	Simple	143	305
C=N	Doble	138	615
$C \equiv N$	Triple	116	891

Podemos ver que nuestras tendencias se mantienen comparando $C - C, C = C, C \equiv C$ .

Representación de los enlaces	Orden de enlace ↑	Longitud de enlace↓	Energía de enlace ↑
C-C	Enlace simple	154	347
C = C	Enlace doble	134	614
$C \equiv C$	Triple enlace	120	839

A medida que aumenta el orden de enlace, la longitud del enlace disminuye mientras quela energía del enlace aumenta.

Longitud del enlace con hidrógeno

Acerquémonos a los enlaces con hidrógeno para ver el efecto que tiene el radio atómico sobre la longitud y la fuerza del enlace.

Longitud de enlace Longitud de enlace de hidrógeno StudySmarter Fig.3-Longitud del enlace aumentando en un grupo

Esta imagen nos ayuda a visualizar qué ocurre con la longitud del enlace a medida que descendemos en un grupo de la tabla periódica y por qué. Todos estos enlaces son sencillos, por lo que el orden de enlace es el mismo. Esto significa que la diferencia está en el radio atómico.

A medida que aumenta el radio atómico, los electrones de valencia están más alejados del núcleo, lo que crea una mayor longitud de enlace y una menor fuerza de enlace.

Longitud de enlace - Puntos clave

La longitud de enlace es la distancia media entre los dos núcleos de los átomos enlazados en un enlace covalente.
- Se ve afectada por el orden del enlace y el radio atómico.
A medida que aumenta la longitud del enlace, disminuye la energía de enlace, debido a una relación inversa entre ambas.
Al aumentar el orden de los enlaces, los átomos se acercan entre sí y la longitud del enlace disminuye.
- Enlaces simples > Enlaces dobles > Enlaces triples
A medida que aumenta el radio atómico , los núcleos acaban más alejados de los electrones de valencia y aumenta la longitud del enlace.

Referencias

Brown, Theodore L, H E. LeMay, Bruce E. Bursten, Catherine J. Murphy, Patrick M. Woodward y Matthew Stoltzfus. Química: La Ciencia Central. , 2018. Imprime.

Longitud de enlace

Equipo editorial StudySmarter

¿Qué es la fórmula de la longitud de enlace?