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Longitud de enlace y energía de enlace

Transcripción del video

si tuviéramos que encontrar una muestra pura de hidrógeno lo más probable es que sus átomos individuales no estén flotando separados por ahí sino que la mayoría de ellos si no es que todos estarán unidos formando lo que se conoce como hidrógeno de atómico que representamos como h 2 otra forma de representarlo es uniendo los átomos del hidrógeno es diatómico por un enlace para formar una molécula de atómica como esta una molécula que solo está hecha de dos átomos de hidrógeno y por esto tiene sentido que se estable ya que cada uno de los átomos individuales de hidrógeno tiene un electrón de valencia en su estado neutro y si comparten sus electrones de valencia ambos pueden sentir que tienen completa su capa más externa por lo tanto esta raya representa un par de electrones que se comparten en un enlace covalente ahora lo que vamos a hacer en este vídeo es pensar en la distancia entre los átomos como ejemplo imaginemos dos hidrógenos de esta forma aquí tenemos un átomo de hidrógeno y por acá otro átomo de hidrógeno resulta que a temperatura y presión estándar la distancia entre los centros de los átomos es aproximadamente igual a 74 pico metros y recordemos que tan pequeño es un pico metro un pico metro es la billonésima parte de un metro así que estas son 74 billones y más partes de metro es decir estamos hablando de distancias muy pequeñas y una pregunta interesante sería porque es esta la distancia qué pasaría si intentáramos comprimir los más o qué pasaría si intentamos separarlos para pensar en esto haremos una pequeña gráfica que compara la energía potencial y la distancia en el eje vertical pondremos la energía potencial y todavía no daré las unidades solo lo pensaremos en términos conceptuales muy generales podremos pensar en las unidades en un momento por acá tenemos la distancia entre los centros atómicos podemos ver esto como la distancia entre los núcleos y esta distancia la daremos en pico metros ahora bien si lo pensamos la energía potencial debe de ser relativa a algo más así que de manera arbitraria digamos que a una distancia de 74 pico metros nuestra energía potencial está por aquí aunque no vamos a etiquetar este eje aún ahora que le pasará a la energía potencial si quisiéramos alejar estos dos átomos bueno esta es la distancia típica a la que se encuentran así que probablemente sea un punto bajo en la energía potencial si hacemos que se alejen entonces añadiremos energía lo que hará que la energía potencial aumente para que esto tenga más sentido imagina un resorte por aquí si queremos alargarlo es decir si jalamos cada uno de los extremos del resorte estamos añadiendo energía lo que aumenta la energía potencial ya que si lo soltamos se acelerarán de regreso un extremo hacia el otro por lo tanto a medida que alejamos los núcleos agregamos energía potencial al tener distancias cada vez mayores entre los núcleos aumenta la energía potencial y si lo llevamos realmente lejos tenderemos hacia un asiento está en cierto valor y ese valor será la energía potencial si estos dos átomos no estuvieran enlazados de ninguna forma si ellos en cierto punto no estuvieran relacionados entre sí es decir si no interactuar y este es el punto que la mayoría de los químicos y físicos o científicos markarián como energía potencial cero es decir la energía en la que están infinitamente lejos uno del otro y este es el valor de la cim total que tenemos así que dibujemos nuestras en total y llamémosla cero de hecho es buen momento de poner unidades vamos a decir que esto está dado en kilos jules por mol una vez más al alejarnos a medida que se separan más y más nos acercamos más y más a estas in total es decir a que los átomos no interactúen por qué pasa esto porque entre más y más y más los alejes las fuerzas de coulón entre ellos serán cada vez más y más y más débiles es por esta razón que les gusta considerarla como la energía potencial cero bien qué pasa si pensamos en el caso contrario qué pasará si queremos acercar los más bueno otra vez pensemos en un resorte si imaginas un resorte como este de la misma manera que necesitas añadir o aumentar la energía potencial del resorte para alargarlo o separar sus extremos también necesitarás aplicar energía para comprimir un poco más por lo tanto para que estos dos átomos estén cada vez más cerca tendremos que añadir energía al sistema y aumentar la energía potencial y porque tenemos que agregar más energía al sistema bueno porque entre más se presionen estos dos núcleos sus cargas positivas se van a repeler y por lo tanto tendremos que superar esa fuerza lo que agregara energía potencial al sistema mientras que los electrones van a empezar a trasladarse entre ellos y por lo tanto también se van a repeler entonces lo que acabamos de esbozar de manera conceptual es la idea de que si queremos que realmente se traslapan entre sí entonces vamos a tener una energía potencial muy grande y la idea de que si queremos que se separen demasiado entre sí no tendremos una energía potencial tan grande pero será mayor a la que tendríamos en este punto estable el punto estable es estable porque es un punto mínimo es el punto más bajo de esta gráfica de energía potencial podrías verlo como correcto y resulta que para un hidrógeno t atómico esta diferencia entre 0 y el punto donde lo encontramos a presión temperatura estándar esta distancia que tenemos aquí es de 432 kilos jules por mol así que aquí estamos en el punto menos 432 kilos por mol así que una cosa interesante que podemos preguntarnos en un diagrama como éste es cuánta energía necesitamos para separar estos dos átomos es decir para romper por completo este enlace bueno sería la energía requerida para separarlos por completo así que será esta energía que tenemos aquí en 432 kilos a esto se le conoce como energía de enlace es decir la energía que se requiere para separar los átomos y en vídeos futuros veremos que cuanto más pequeños son los átomos individuales y mayor sea el orden de los enlaces de un enlace simple a un enlace doble a un enlace triple cuanto mayor sea el orden de los enlaces mayor será la energía de enlace con la que vamos a trabajar