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TEORIA DE ENLACES DONDE SE APLICA TODO CON TODO BIEN REDACTADO, Monografías, Ensayos de Química

SH HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH

Tipo: Monografías, Ensayos

2022/2023

Subido el 22/06/2023

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO
DE
TLAXIACO
DEPARTAMENTO:
CIENCIAS BÁSICAS
INGENIERA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
ASIGNATURA:
QUÍMICA
SEMESTRE:
SEGUNDO SEMESTRE
TEMA:
INVESTIGACIÓN
SUBTEMA:
TEORIA DE ENLACES
DOCENTE:
QUÍM. RAMOS SALAZAR DOLORES
INTEGRANTES:
GONZÁLEZ CRUZ ARCÁNGEL.
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¡Descarga TEORIA DE ENLACES DONDE SE APLICA TODO CON TODO BIEN REDACTADO y más Monografías, Ensayos en PDF de Química solo en Docsity!

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO

DE

TLAXIACO

DEPARTAMENTO:

CIENCIAS BÁSICAS

INGENIERA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

ASIGNATURA:

QUÍMICA

SEMESTRE:

SEGUNDO SEMESTRE

TEMA:

INVESTIGACIÓN

SUBTEMA:

TEORIA DE ENLACES

DOCENTE:

QUÍM. RAMOS SALAZAR DOLORES

INTEGRANTES:

GONZÁLEZ CRUZ ARCÁNGEL.

ÍNDICE

  • INTRODUCCIÓN
  • TEORIA DE ENLACES MOLECULARES (ENLACE COVALENTE)
    • Orbitales atómicos.
    • Teoría de orbitales moleculares (OM).
    • Concepto de esteroquímica
    • Isomería geométrica.
    • Quiralidad: noción de centro esteroquímico.
  • TEORIAS DE BANDAS (TEORÍA DE ENLACE METÁLICO)
    • Dopaje
  • TEORIA DE BORN-HABER (TEORÍA DE MAR DE DRUDE)
  • CONCLUSIÓN
  • REFERENCIAS

atracción electrostática entre iones con cargas opuestas. En estos compuestos, los electrones de valencia de los átomos forman una especie de "mar" o "nube" alrededor de los iones, creando una estructura cristalina, esta nube de electrones móviles contribuye a la conductividad eléctrica de los compuestos iónicos y desempeña un papel crucial en propiedades como la dureza, el punto de fusión y la conductividad térmica. Estas teorías de enlaces moleculares, bandas y Born-Haber son pilares fundamentales en la química y la física de los materiales, estas teorías nos permiten comprender cómo los átomos se unen, cómo los electrones se distribuyen en los materiales y cómo estas estructuras influyen en las propiedades y comportamientos de las sustancias, mediante la aplicación de estas teorías, se ha logrado un mayor conocimiento y control en el desarrollo de nuevos materiales con propiedades específicas, lo que ha impulsado avances en campos tan diversos como la electrónica, la energía y la medicina, pero bueno igual hago una pequeña mención de que aportan estas tres teorías a mi carrera de ingeniería en sistemas computacionales. Teoría de enlaces moleculares (enlace covalente): Esta teoría proporciona una comprensión profunda de cómo los átomos se unen para formar moléculas, esta teoría es fundamental para el diseño de materiales semiconductores utilizados en la fabricación de microchips. Los enlaces covalentes en los semiconductores, como el silicio, permiten controlar las propiedades eléctricas y ópticas de los materiales, lo que es esencial para el funcionamiento de los transistores y otros componentes electrónicos. Teoría de bandas (enlace metálico): La teoría de bandas es crucial para comprender la conductividad eléctrica en los metales, esta teoría es relevante en el diseño y desarrollo de cables y conexiones eléctricas utilizadas en los sistemas informáticos. La alta conductividad de los metales permite una transmisión eficiente de la electricidad, lo que es esencial para el funcionamiento correcto y confiable de los dispositivos electrónicos.

Teoría de Born-Haber (mar de Drude): Esta teoría es aplicable a los compuestos iónicos y proporciona conocimientos sobre la estructura y las propiedades de los materiales, los compuestos iónicos se utilizan en diversas aplicaciones, como pantallas de cristal líquido y baterías recargables. El conocimiento de la teoría de Born-Haber permite comprender cómo se forman y comportan estos compuestos, lo que es fundamental para optimizar su rendimiento y durabilidad en los dispositivos electrónicos. Pero bueno después de dar esta pequeña introducción de que son los enlaces y de cómo aportan a mi carrera, comenzaremos con el siguiente trabajo de investigación donde hablare de cada uno con mayor especificación, después de finalizar con los tres enlaces, en mi trabajo se encontraran las conclusiones referentes a lo que entendí de cada una, así como las referencias para sustentar este trabajo de investigación.

Es una explicación del enlace químico que explica el paramagnetismo de la molécula del oxígeno, también explica el enlace en una serie de otras moléculas, como violaciones de la regla del octeto y más moléculas con enlaces más complicados (más allá del alcance de este texto) que son difíciles de describir con las estructuras de Lewis. Además, proporciona un modelo para describir las energías de los electrones en una molécula y la ubicación probable de estos electrones. A diferencia de la teoría del enlace de valencia, que usa orbitales híbridos que se asignan a un átomo específico, la teoría MO usa la combinación de orbitales atómicos para producir orbitales moleculares que se deslocalizan sobre la molécula completa en lugar de localizarse en sus átomos constituyentes. La teoría MO también nos ayuda a comprender por qué algunas sustancias son conductores eléctricos, otras son semiconductores y otras son aislantes. La teoría de los orbitales moleculares describe la distribución de los electrones en las moléculas de la misma manera que la distribución de electrones en los átomos se describe usando los orbitales atómicos. Usando la mecánica cuántica, el comportamiento de un electrón en una molécula todavía se describe mediante una función de onda, Ψ, análoga al comportamiento en un átomo. La región del espacio en la que es probable que se encuentre un electrón de valencia en una molécula se llama el orbital molecular (Ψ2). Al igual que un orbital atómico, un orbital molecular está lleno cuando contiene dos electrones con espín opuesto.

Concepto de esteroquímica La estereoquímica es la parte de la química que estudia la distribución espacial de los átomos que componen las moléculas con el fin de conocer la influencia de estos sobre sus propiedades químicas y físicas, así como su reactividad. Proporciona conocimientos para la química en general, ya sea inorgánica, orgánica, biología, fisicoquímica o química de polímeros. Isomería geométrica. La isomería geométrica es un caso particular de la estereoisometría y es común en alquenos y cicloalcanos; la cual estudia la manera en que los átomos se encuentran orientados en el espacio. Generalmente a los pares de isómeros geométricos se les da el nombre de isómeros cis y trans. Si se adicionan a un doble enlace carbono-carbono cuatro grupos diferentes, el isómero cis es aquel en que los dos grupos de cadena más larga están en el mismo lado del doble enlace. Por su parte, los isómeros trans son aquellos que lados diferentes del doble enlace.

TEORIAS DE BANDAS (TEORÍA DE ENLACE METÁLICO)

La teoría de bandas está basada en la mecánica cuántica y procede de la teoría de los orbitales moleculares (TOM). En esta teoría, se considera el enlace metálico como un caso extremo del enlace covalente, en el que los electrones de valencia son compartidos de forma conjunta y simultánea por todos los cationes. Desaparecen los orbitales atómicos y se forman orbitales moleculares con energías muy parecidas, tan próximas entre ellas que todos en conjunto ocupan lo que se franja de denomina una "banda de energía". La teoría de bandas se basa en el hecho de que los átomos que conforman un metal contienen orbitales atómicos, los cuales pueden estar llenos o vacíos. Si tenemos una gran cantidad de átomos muy juntos entre ellos, la superposición de orbitales da lugar a regiones, las cuales se denominan bandas. Existen dos tipos principales de bandas en un material sólido: la banda de valencia y la banda de conducción. La banda de valencia está ocupada por los electrones de valencia que están fuertemente ligados a los átomos y no pueden participar fácilmente en la conducción eléctrica. Por otro lado, la banda de conducción está parcial o totalmente desocupada y los electrones en esta banda tienen mayor libertad para moverse y contribuir a la conductividad eléctrica del material. La brecha de energía, también conocida como banda prohibida o brecha de banda, es la energía mínima necesaria para que un electrón salte de la banda de valencia a la banda de conducción. En los metales, la banda de valencia se solapa

con la banda de conducción, lo que significa que los electrones pueden moverse fácilmente de una banda a otra, lo que da lugar a la alta conductividad eléctrica característica de los metales. En todo metal, las bandas de valencia y de conducción están muy próximas entre sí, y la energía necesaria para que un electrón pase de la banda de valencia a la de conducción es despreciable. Para que un metal conduzca la corriente, debe ocurrir el salto de electrones de la banda de valencia a la banda de conducción. Sin embargo, hay algunos elementos de la tabla que se comportan como semiconductores. Estas especies son conductoras de la corriente y el calor sólo bajo ciertas condiciones. Ejemplo de semiconductores son el silicio (Si) y el germanio (Ge). Y, además, otros elementos de la tabla se comportan como aislantes, es decir, no conducen nunca la corriente eléctrica. Dopaje Los semiconductores han ganado una gran importancia en los últimos tiempos, más aún con el desarrollo de la energía solar. Los paneles solares están basados en silicio, un material semiconductor. un semiconductor conduce la corriente por aplicación de energía, que bien puede ser la energía que recibimos del sol. Pero también, podemos mejorar la conductividad del semiconductor por un proceso denominado dopaje. El dopaje consiste en introducir impurezas dentro del semiconductor para modificar su comportamiento. Las impurezas en mención son pequeñas cantidades de otros elementos químicos. Estas cantidades son tan pequeñas, que puede existir un átomo de la impureza por cada cien millones de átomos del semiconductor.

afinidad electrónica y la energía de sublimación. Estos factores pueden influir en la formación de enlaces iónicos y en la estabilidad del compuesto resultante. La teoría de Born-Haber es una teoría que explica la formación y estabilidad de los compuestos iónicos mediante una serie de pasos que involucran la transferencia de electrones y la formación de enlaces iónicos. Esta teoría tiene en cuenta factores como la energía de ionización, la afinidad electrónica y la energía de sublimación para predecir la estabilidad de los compuestos iónicos. Teoría del mar de electrones. Los metales tienden, por su baja energía de ionización, a perder electrones. Por tanto, podríamos considerar a un átomo metálico como un catión unido al electrón de valencia que podría perder. En un metal tenemos muchísimos átomos unidos entre sí. Entonces, podemos considerar a un metal como un conjunto de cationes metálicos inmersos en un mar de electrones de valencia deslocalizados. Las hipótesis principales en el modelo de Drude son:

  1. Entre colisiones, los electrones realizan un “camino libre” sin interactuar ni con otros electrones ni con los iones fijos en el material. Esta aproximación de electrones independientes es también conocida como aproximación de electrones libres.
  2. Al igual que en la teoría cinética, las colisiones son “instantáneas” y se evidencian en cambios repentinos de velocidad. Drude las imaginó como eventos de dispersión con los iones fijos del metal, y no como en un gas ideal donde las partículas colisionan entre sí; si bien esta imagen de sucesivos choques con los iones del material no es muy atinada, esta suposición debe tomarse como algo cualitativo que refleja algún mecanismo de dispersión. Pronto veremos además que las interacciones entre electrones son realmente poco importantes.
  3. La probabilidad de colisionar por unidad de tiempo es, donde el tiempo de relajación representa el intervalo promedio entre colisiones, y se lo considera independiente tanto de la posición como de la velocidad de los

electrones. Esta hipótesis implica que entre los instantes y la probabilidad de que ocurra una colisión es.

  1. Los electrones de conducción se termal izan a través de estas colisiones, de modo que inmediatamente luego de un evento emergen en dirección aleatoria y con una velocidad determinada únicamente por la temperatura del sitio donde ocurrió la dispersión (y no con el estado de los electrones antes de la interacción). Como en el caso de un gas ideal, las zonas más calientes están asociadas a velocidades (promedio) mayores.

Por lo que puedo decir con mis propias palabras que, estas teorías químicas han revolucionado la forma en que comprendemos. Además, estas teorías brindan una base sólida para el avance continuo en el campo de la electrónica y la tecnología, impulsando el desarrollo de nuevos materiales con propiedades mejoradas y aplicaciones innovadoras. En la era actual de la informática y la tecnología, la comprensión de las teorías de enlaces moleculares, bandas y Born-Haber es esencial para los ingenieros en sistemas computacionales. Nosotros como futuros profesionistas llegaremos a utilizar este conocimiento para diseñar y desarrollar sistemas más rápidos, eficientes y confiables. En definitiva, las teorías de enlaces moleculares, bandas y Born-Haber son pilares fundamentales en la química y la física de los materiales, y su relevancia en la ingeniería en sistemas computacionales es innegable. Estas teorías nos proporcionan las herramientas y el conocimiento necesarios para aprovechar al máximo los avances en electrónica y tecnología, y seguirán desempeñando un papel crucial en el desarrollo futuro. Para cerrar el trabajo doy gracias por acercarme este trabajo aún más a mi carrera y comprender lo importante de todo esto y la relevancia que esto puede tener.

REFERENCIAS

Agustí, E. (19 de marzo de 2012). Teoría de enlaces moleculares (enlace covalente). Universidad Jaume I. http://www.sinorg.uji.es/Docencia/APMQ/TEMA3AQO.pdf Soderberg, T. A. (17 de agosto de 2017). Orbitales atómicos y configuración de electrones. LibreTexts. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Qu%C3%ADmica_Org %C3%A1nica_con_%C3%A9nfasis_Biol%C3%B3gico_(Soderberg)/ 01%3A_Introduccion_a_la_estructura_y_union_organica%2C_parte_I/ 1.1%3A_Orbitales_at%C3%B3micos_y_configuraci %C3%B3n_de_electrones Definición.de. (25 de abril de 2019). Orbital atómico. https://definicion.de/orbital-atomico/ OpenStax. (02 de julio de 2015). La teoría orbital molecular. LibreTexts. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Qu %C3%ADmica_General_(OpenSTAX)/ 08%3A_Teorias_Avanzadas_de_la_Union_Covalente/ 8.4%3A_La_teoria_orbital_molecular Addlink. (13 de marzo de 2018). Importancia de la estereoquímica en la investigación química y biológica: usos de ChemDraw. https://www.addlink.es/noticias/chemoffice/2743-importancia-de-la- estereoquimica-en-la-investigacion-quimica-y-biologica-usos-de-chemdraw Universidad del País Vasco. (07 de diciembre de 2015). Tema 7: Teoría de bandas. https://ocw.ehu.eus/file.php/232/Tema_7-Teoria.pdf