TALLER DE QUIMICA "ENLACES QUIMICOS"

Cómo se forman los compuestos químicos existentes en la naturaleza?

En química, un compuesto es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica. Una característica esencial es que tiene una fórmula química. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno en la razón de 2 a 1 (en número de átomos): H2O.

LEY DEL OCTETO:

Ley del octeto, enunciada en 1916 por Gilbert Newton Lewis, dice que la tendencia de los iones de los elementos del sistema periódico es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 iones que tienen carga negativa, es decir electrones, de tal forma que adquiere una configuración muy estable. Esta configuración es semejante a la de un gas noble, los elementos ubicados al extremo derecho de la tabla periódica. Los gases nobles son elementos electroquímicamente estables, ya que cumplen con la estructura de Lewis, son inertes, es decir que es muy difícil que reaccionen con algún otro elemento. Esta regla es aplicable para la creación de enlaces entre los átomos, la naturaleza de estos enlaces determinará el comportamiento y las propiedades de las moléculas. Estas propiedades dependerán por tanto del tipo de enlace, del número de enlaces por átomo, y de las fuerzas intermoleculares.

PROPIEDADES PARA LA FORMACIÓN DE ENLACES:

Energía de Ionización: Es la energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo, de un elemento en estado gaseoso.

Afinidad Electrónica: La cantidad de energía que se absorbe cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso aislado para formar un ion de carga 1- .

Electronegatividad: Es una medida de la capacidad de un átomo(o de manera menos frecuente un grupo funcional) para atraer a los electrones, cuando forma un enlace química en una molécula.

Valencia: Es el número de electrones que tiene un elemento en su último nivel de energía, son los que pone en juego durante una reacción química o para establecer un enlace con otro elemento.

Número de Oxidación: Se denomina número de oxidación a la carga que se le asigna a un átomo cuando los electrones de enlace se distribuyen según ciertas reglas un tanto arbitrarias.

TIPOS DE ENLACE:

Enlace iónico o electrovalente: Transferencia de electrones. No es orientado.

Enlace covalente: Compartimiento de electrones. Es orientado.

Enlace Metálico: No es orientado. Es más móvil.                                                                                           

·         Un compuesto químico va a partir de una estructura, y la estructura varía según el átomo, la estructura debe ser la deseada para que la reacción sea la esperada. En la naturaleza hay muchas variables de compuestos químicos, pero en realidad son muy pocos, porque la mayoría nacen a partir de mezclas y compuestos.

La mayoría de compuestos químicos existentes en la naturaleza se dan a partir de estructuras químicas diferentes, sin contar el hecho de que hay varios procesos que atañen a la hora de formar un compuesto químico. En la lectura se habla de los átomos de argón que posee la atmósfera el argón es isoeléctrico, se aplica el potencial de ionización que como ya sabemos es la energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo, de un elemento en estado gaseoso.

Actualmente se conocen cientos de miles de compuestos químicos. Se dan a partir de los procesos conocidos como la afinidad electrónica o potencial de ionización, la electronegatividad y siempre va la valencia para formar uno de estos.

EJEMPLOS DE COMPUESTOS QUIMICOS DE LA NATURALEZA:

1.       El agua que es la unión de hidrógeno con oxígeno (H20)

2.       La sal de cocina o cloruro de sodio (NaCl)

3.       Nitrato de plata (AgNO3).

4.       Sosa Cáustica o hidróxido de sodio (NaOH).

5.       Ácido bórico (H3BO3)

 1.     ¿Qué entiendes por enlace químico?

Lo que yo entiendo acerca de enlace químico es que es la unión de dos o más átomos con un solo fin, alcanzar la estabilidad, tratar de parecerse al gas noble más cercano. Para la mayoría de elementos se trata de completar ocho electrones en su último nivel o capa.

2.     Identifique y defina las propiedades que debe tener todo enlace químico para su formación.

Las propiedades que debe tener todo enlace químico para su formación son:

ENLACE IONICO:

Los enlaces iónicos ocurren generalmente entre un elemento muy electronegativo, como un no metal con otro elemento poco electronegativo como un metal.

Los no metales, debido a su elevada electronegatividad, al enlazarse iónicamente con los metales, adquieren carga eléctrica negativa.

Átomos con exceso de electrones, o sea, con carga eléctrica negativa son llamados aniones. Ya, los metales, en el enlace iónico, adquieren carga eléctrica positiva debido a la perdida de uno o más electrones.

Átomos que cedieron electrones, o sea, adquirieron carga eléctrica positiva, son llamados cationes.

ü  Las principales propiedades de los compuestos iónicos son:

·         Altos puntos de fusión y ebullición.
·         Conducen corriente eléctrica cuando son disueltos en agua o fundidos.

·         Presentan aspecto cristalino.

·        Un ejemplo de compuesto iónico, está, ciertamente en nuestras cocinas. Se trata del cloruro de sodio, popularmente conocido como sal de mesa. Esta sal está compuesta por dos elementos, un metal, el Sodio y un no metal, el Cloro. Ambos elementos por medio del enlace iónico, adquieren una estabilidad energética, la cual es explicada por la regla del octeto. La regla dice que los átomos con excepción del hidrógeno, adquieren estabilidad al poseer ocho electrones en su última capa.

ENLACE COVALENTE:

Un enlace covalente entre dos átomos o grupos de átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, comparten electrones del último nivel.¹ La diferencia de electronegatividades entre los átomos no es suficiente.

De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos o no metales.

ü  Las principales propiedades de los compuestos covalentes son:

·         Pueden existir, en condiciones ambiente, en los estados gaseoso, líquido y sólido. Cuando se presentan en estado sólido, poseen puntos de fusión y ebullición más bajos, comparados con los de las sustancias iónicas o metálicas.

·         Algunos son solubles en agua, otras son solubles en solventes orgánicos y otros aún, son solubles en ambas.

·         Normalmente, no son conductoras de electricidad, ni siquiera puros, ni aún disueltos en agua. La excepción a esta regla ocurre en el caso de los ácidos, que cuando están en solución, conducen la corriente eléctrica.

ENLACE METÁLICO:

Los metales de un modo general son poco electronegativos, no ejerciendo por tanto, una atracción muy fuerte sobre los electrones de la última capa. Debido a esta característica, el enlace metálico se constituye por la configuración de retículos cristalinos, perfectamente definidos, formados por cationes de carga eléctrica positiva que son neutralizados por electrones, los cuales, en este caso, estarán presos a los átomos más libres, lo que explica gran parte de las propiedades de los metales.

ü  Principales propiedades de los compuestos metálicos:

·         Buenos conductores de calor y electricidad

·         La mayoría se presenta en estado sólido

·         La mayoría posee puntos de fusión y ebullición elevados

·         Son maleables o dúctiles

·         Poseen brillo característico.

3.     ¿Qué diferencia encuentras entre número de oxidación y valencia de un elemento?

Estos dos términos hacen referencia a un átomo.

El número de oxidación o estado de oxidación es la carga total asignada a un átomo dentro de un compuesto, y se calcula como la diferencia entre el número de protones y el de electrones asignados al átomo. Puesto que el número de protones de un átomo es fijo, este número nos dará la cantidad de electrones libres que tienen el átomo en la última capa. Es un número que puede ser positivo o negativo.

La valencia o número de valencia es el número de electrones que comparte un átomo en un enlace iónico o covalente. Es un concepto en desuso, más apropiado para compuestos covalentes, y que nos indica el número de enlaces o uniones iónicas que puede formar en un momento dado un átomo. Es un número que siempre es positivo.

Ambos conceptos tienden a confundirse porque están relacionados con el enlace químico. Se utilizan para explicar la proporción en que los distintos átomos reaccionan para formar compuestos. En general, el número de oxidación es la valencia con el signo positivo o negativo según tome o ceda electrones en el enlace.

    4. ¿Cuáles son los diferentes tipos de enlaces que existen defínalos y de ejemplos?

ENLACE IONICO:

El enlace iónico consiste en la atracción electrostática entre átomos con cargas eléctricas de signo contrario. Este tipo de enlace se establece entre átomos de elementos poco electronegativos con los de elementos muy electronegativos. Es necesario que uno de los elementos pueda ganar electrones y el otro perderlo, y como se ha dicho anteriormente este tipo de enlace se suele producir entre un no metal (electronegativo) y un metal (electropositivo).

·         Ejemplo:

• Oxido de Calcio (CaO)
• Bromuro de Potasio (KBr)
• Óxido de Zinc (ZnO)
• Oxido de Berilio (BeO)
• Cloruro de Cobre (CuCl2)

 ENLACES COVALENTES:

Los enlaces covalentes se definen como la unión que se produce entre 2 átomos por la compartición de 2 o más electrones de su capa externa con objeto de formar una molécula estable.

Lewis expuso la teoría de que todos los elementos tienen tendencia a conseguir configuración electrónica de gas noble (8 electrones en la última capa). Elementos situados a la derecha de la tabla periódica (no metales) consiguen dicha configuración por captura de electrones; elementos situados a la izquierda y en el centro de la tabla (metales), la consiguen por pérdida de electrones. De esta forma la combinación de un metal con un no metal se hace por enlace iónico; pero la combinación de no metales entre sí no puede tener lugar mediante este proceso de transferencia de electrones; por lo que Lewis supuso que debían compartirlos.

 Un ejemplo claro es la molécula de Cloro, el cloro en estado natural se presenta como una molécula formada por 2 átomos de cloro, dichos átomos de cloro se encuentran unidos mediante un enlace covalente producido por la compartición de 2 electrones.

·         Ejemplos:

·         Molécula de Oxígeno (O2)

·         Molécula de Hidrógeno (H2)

·         Molécula de Flúor (F2)

·         Amoniaco (NH3)

·         Trióxido de Azufre (SO3)

 ENLACE METÁLICO:

Los elementos metálicos sin combinar forman redes cristalinas con elevado índice de coordinación. Hay tres tipos de red cristalina metálica: cúbica centrada en las caras, con coordinación doce; cúbica centrada en el cuerpo, con coordinación ocho, y hexagonal compacta, con coordinación doce. Sin embargo, el número de electrones de valencia de cualquier átomo metálico es pequeño, en todo caso inferior al número de átomos que rodean a un dado, por lo cual no es posible suponer el establecimiento de tantos enlaces covalentes.

En el enlace metálico, los átomos se transforman en iones y electrones, en lugar de pasar a un átomo adyacente, se desplazan alrededor de muchos átomos. Intuitivamente, la red cristalina metálica puede considerarse formada por una serie de átomos alrededor de los cuales los electrones sueltos forman una nube que mantiene unido al conjunto.

·         Ejemplo:

·          Nitinol: niquel con titanio

·          Alnico: Niquel, cobalto y aluminio

·          Nicrom: niquel y cromo

·         Alpaca: zinc, cobre y niquel

·         Laton: cobre y zinc

MAPA CONCEPTUAL

ACTIVIDAD

1. ¿ Nombre 2 ejemplos de enlace ionico?
R/ Cloruro de cobre ( CuC12) y Oxido de Calcio (CaO)
2. ¿ Diga una propiedad de los compuestos metálicos?
R/ Poseen brillo característico.
3.  Un ejemplo de un compuesto químico encontrado en la naturaleza.
R/  La sal de cocina o cloruro de sodio (NaCl)

        Ø  CYBERGRAFIA:

ü  www.oei.org.co/fpciencia/art08.htm

ü  http://www.losadhesivos.com/fuerzas-intermoleculares.html

ü  http://www.fullquimica.com/2011/04/enlace-quimico.html

ü  http://www.areaciencias.com/compuestos-quimicos.htm



RONALD DAVID TENORIO B. 10-5