Enlace Químico Universidad Tecnológica Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Civil RESUMEN Un enlace químico es la uer!a que act"a act"a #ara mantener unidos los átomos o mol$culas mol$culas entre sí% %En esta esta eeriencia eeriencia reali!ada reali!ada so're el enlace químico( químico( se #uso a #rue'a la a#licación de conocimientos los cuales ueron ense)ados con anterioridad( * solamente convenía recordar+ como ueron, I #arte( determinación del ti#o de enlace mediante las #ro#iedades #ro#iedades de cada enlace en un com#uesto com#uesto -volatilidad( -volatilidad( solu'ilidad solu'ilidad(( #unto de usión cond conduc uctitivi vida dad. d.++ II #art #arte( e( escr escrititur ura a de los los sím' sím'ol olos os de #unt #unto o de /e0i /e0is+ s+ III III #art #arte e re#resentación de enlaces iónicos o covalentes% 1 #or "ltimo un cuestionario am#lio( el cual sirve #ara re#aso de las tres #artes mencionadas%
234ETI52S
6i'u7ar los sím'olos de #unto de /e0is #ara átomos e iones util utili! i!and ando o los los elec electr tron ones es de la ca#a de valencia% 6i'u7ar estructuras de /e0is #ara com#uestos covalentes( util utili! i!and ando o los los elec electr tron ones es de la ca#a de valencia% neriir el ti#o ti#o de 'as 'ase de las las Iner sustancias( mediante el conocimiento de sus #ro#iedades%
M8RC2 TE9RIC2 Cuando se acercan dos átomos mutuamente mutuamente(( se e7ercen e7ercen varias varias uer!as uer!as entr entre e ello ellos% s% 8lgun 8lgunas as de esta estass uer uer!a !ass tratan de mantener los átomos unidos( otras otras tien tiende den n a se#a se#ara rarl rlo% o% :CIT :CIT8 8TI2N TI2N ;ar<=> ?# === ?l @=AB % Da* Da* tres tres ti#o ti#oss gener general ales es de enla enlace cess químicos, iónicos( covalentes * metálicos% El t$rm t$rmin ino o enla enlace ce ióni iónico co se reiere a las uer!as electrostáticas que e&isten entre
ione ioness con con carg carga a o#ue o#uest sta% a% /os /os ione ioness #odrían ormarse a #artir de átomos #or la transerencia de uno o más electrones de un átom átomo o a otro otro%% /as /as sust sustan anci cias as iónicas casi siem#re son el resultado de la int interac eracci ción ón ent entre meta metale less de la e&trema e&trema i!quierda de la ta'la #eriódica * no met metales ales de la e&t e&trema rema dere derecca -e&cluidos los gases no'les( gru#o 8.% :CIT8TI2N :CIT8TI2N 3roGB ?# H@ ?n ?l @=AB Un enlace covalente es el resultado de com#artir electrones entre dos átomos% /os e7em#los más conocidos de enlaces covalentes se o'servan en las interaccion ione de los elementos no metálicos metálicos entre sí% :CIT8 :CIT8TI2N 3roGB ?# H@ ?n ?l @=AB % /os enlaces metálicos se encuentran en metales como co're( ierro * aluminio% En los metales( cada átomo está unido a varios átomos vecinos% /os electrones de enla enlace ce tien tienen en rela relatitiva va li'e li'ert rtad ad #ara #ara move movers rse e dent dentro ro de toda toda la estr estruc uctu tura ra tridim tridimens ension ional al del metal% metal% /os enlace enlacess metálicos dan #ie a #ro#ie #iedades des metálicas tí#icas como elevada conductividad el$ el$ctrica * lustre% :CIT8TI2N :CIT8TI2N 3roGB ?n ?l @=AB %
Símbolos de Lewis /os electrones que #artici#an en los enlaces químicos se denominan electrones de valencia, los que residen en la ca#a e&terior incom#leta de los átomos% El químico estadounidense ;% N% /e0is -=AJ=sH >#B+ #or tanto( su sím'olo de /e0is muestra seis electrones de valencia,
/os #untos se colocan en los cuatro lados del sím'olo atómico, arri'a( a'a7o( a la i!quierda * a la dereca% Cada lado #uede dar ca'ida a dos electrones como má&imo% /os cuatro lados del sím'olo son equivalentes+ la colocación de dos electrones en un lado o de uno a cada lado es ar'itraria%:CIT8TI2N 3roGB ?# H@ ?n ?l @=AB %
La regla del octeto /os átomos con recuencia ganan( #ierden o com#arten electrones tratando de alcan!ar el mismo n"mero de electrones que los gases no'les más cercanos a ellos en la ta'la #eriódica% /os gases no'les tienen acomodos de electrones mu* esta'les( como revelan sus altas energías de ioni!ación( su 'a7a ainidad #or electrones adicionales * su alta general de reactividad química% Puesto que todos los gases no'les -con e&ce#ción del De. tienen oco electrones
de valencia( mucos átomos que suren reacciones( tam'i$n terminan con oco electrones de valencia% Esta o'servación a dado lugar a una #auta conocida como regla del octeto, los átomos tienden a ganar( #erder o com#artir electrones asta estar rodeados #or oco electrones de valencia% Un octeto de electrones consiste en su'ca#as s * # llenas de un átomo% En t$rminos de sím'olos de /e0is( un octeto #uede visuali!arse como cuatro #ares de electrones de valencia dis#uestos alrededor del átomo% Da* mucas e&ce#ciones a la regla del octeto( #ero orece un marco de reerencia "til #ara introducir mucos conce#tos de enlaces im#ortantes% :CIT8TI2N 3roGB ?# H ?n ?l @=AB % M8TERI8/ES 5idrio relo7 Tu'o de ensa*o 8#arato de conductividad Cilindro graduado de HA m/ Mecero de 3unsen Termómetro Ca#ilares 5aso químico =GG m/ Ta'la #eriódica 5aso químico de =GG m/
RE8CTI52S
Cloroormo Etanol Nataleno 8cetato de sodio Sulato de sodio Kcido 'en!oico Didró&ido de sodio ;lucosa Sal 8gua 8ceite
PR2CE6IMIENT2
I PARTE. DETERMNAI!N DEL TIP" DE ENLAE MEDIANTE S#S PR"PIEDADES
II PARTE ESRIT#RA DE L"S S$M%"L"S DE P#NT"S DE LE&IS =% Escri'a los sím'olos de #untos de /e0is #ara los átomos de los siguientes elementos, 3r( N( Ca( L( 8l% Escri'a los sím'olos de #unto de /e0is #ara los siguientes iones, Na ( ClJ( SHJ( MgH( N>J
orma es iónico o covalente, I * Cl( Mg * F( 3 * F( L * 3r% los siguientes *. Clasiique enlaces como iónicos( covalente #olar o covalente * 7ustiique su res#uesta% a% El enlace SiJSi Cl>SiSiCl> '% El enlace NJD en ND> +. Escri'a los sím'olos #untos de /e0is de reactivos * #roductos de siguientes ecuaciones%
en de los las
a% SrClHJJJJJ SrClH '% @/i NHJJJ H/i>N
III PARTE' REPRESENTAI!N DE ENLAES I!NI"S " "(ALENTES ). Para cada uno de los siguientes #ares de elementos( esta'le!ca si el com#uesto 'inario que se
,. Escri'a la estructura de /e0is #ara los siguientes com#uestos moleculares, PD>( DHS( DCl2>( C23r H( CD>NC2%
RESU/T862S
nataleno al tu'o de ensa*o que contenía cloroormo( se mostró como los cristales de nataleno se disolvieron totalmente%
I PARTE. DETERMNAI!N DEL TIP" DE ENLAE MEDIANTE S#S PR"PIEDADES A-(olatilidad. "bseraci/n'
. P#NT" DE 2#SI!N
ETAN"L' Al 0asar el tiem0o se obsera la misma cantidad de etanol 1ue se tenía al inicio. L"R"2"RM"' Al 0asar el tiem0o se obser/ c/mo iba desa0areciendo el com0uesto.
6% "ND#TI(IDAD
%. Solubilidad "bseraci/n' 3*" M4S RISTALES DE AETAT" DE S"DI", 8l a)adir el acetato de sodio al tu'o de ensa*o que contenía agua( o'servamos cómo am'as se me!claron * no se distinguió cual era cual% 3*" M4S RISTALES DE NA2TALEN", 8l a)adir los cristales de nataleno al tu'o de ensa*o que contenía agua( se mostró como los cristales de nataleno no se disolvieron% L"R"2"RM" M4S RISTALES DE AETAT" DE S"DI"' 8l a)adir el acetato de sodio al tu'o de ensa*o que contenía cloroormo( o'servamos cómo se disolvió #oco a #oco los cristales% L"R"2"RM" M4S RISTALES DE NA2TALEN"' 8l a)adir los cristales de
II PARTE ESRIT#RA DE L"S S$M%"L"S DE P#NT" DE LE&IS. =% Escri'a los sím'olos de #untos de /e0is #ara los siguientes elementos,
el com#uesto 'inario que se orma es iónico o covalente, I * Cl( Mg * F( 3 * F( L * 3r%
- I 5 l' covalente% - Mg 5 2' iónico% - % 5 2' covalente% - 6 5 % r ' iónico%
H% Escri'a los sím'olos de #unto de /e0is #ara los siguientes iones, Na( ClJ( SHJ( MgH( N>J
Com#uesto Com#uesto Com#uesto Com#uesto
*. Clasiique los siguientes enlaces como iónicos( covalente #olar o covalente * 7ustiique su res#uesta%
a% El enlace SiJSi en Cl>SiSiCl> Es un enlace covalente #olar( #orque se #roduce entre dos átomos del mismo elemento no metálico #or com#artición de #ares de electrones * su dierencia de electronegatividad es igual a cero%
III PARTE' REPRESENTAI!N DE ENLAES I!NI"S " "(ALENTES ). Para cada uno de los siguientes #ares de elementos( esta'le!ca si
'% El enlace NJD en ND> Es un enlace covalente #olar+ nos dimos cuenta gracias a la electronegatividad de cada elemento% +. Escri'a los sím'olos de #untos de /e0is de los reactivos * #roductos de las siguientes ecuaciones% a% SrClHJJJJJ SrClH
6ISCUSI9N 6E RESU/T862S
I PARTE' '% @/i NHJJJ H/i>N
,. Escri'a la estructura de /e0is #ara los siguientes com#uestos moleculares, PD>( DHS( DCl2>( C23r H( CD>NC2%
PD> -Fosina.
DHS - Suluro de idrógeno.
A. (olatilidad 8l #asar el tiem#o se o'servaron am'os tu'os de ensa*o( como se mencionó el que destacó #or su ma*or volatilidad ue el que contenía agua * cloroormo+ en el medio acuático( el cloroormo se descom#one con e&trema lentitud( de'ido a su gran volatilidad esca#a en orma de gas de los cuer#os de agua+ el cloroormo #resenta un ma*or #resión de va#or a dierencia del etanol+ #ara corro'orar #odemos decir, a una temperatura dada, las sustancias con mayor presión de vapor se evaporan más fácilmente que las sustancias con una menor presión de Esto conirma vapor O %
nuestros resultados% DCl2> -Kcido clórico.
C23r H -3romuro de co'alto II.
CD>NC2 -Isocianato de metilo.
%. Solubilidad el #rimer #aso En o'servamos en dos tu'os de ensa*o con agua la solu'ilidad de cristales de acetato de sodio * nataleno+ en donde com#ro'amos que el acetato de sodio es solu'le de'ido a las #ro#iedades que #resenta de solu'ilidad+ el nataleno no mostró solu'ilidad, El nataleno es mu* #oco solu'le en el agua * se de#ositó en el ondo como
un sólido de'ido a que este es una sustancia a#olar * no se disuelve en una sustancia #olar como el agua% En el segundo #aso o'servamos en dos tu'os de ensa*o con cloroormo la solu'ilidad de cristales de acetato de sodio * nataleno( en donde se com#ro'ó que am'os son solu'les *a que tanto el nataleno * el acetato de sodio son com#uestos orgánicos que #ermiten la solu'ilidad con el cloroormo que tam'i$n es un com#uesto orgánico%
. Punto de 7usi/n Se reali!aron dos eerimentos uno con ácido 'en!oico * el otro con sulato de sodio,
Para el ácido 'en!oico se o'servó un gran #orcenta7e de error del =G Q( esto es de'ido a dierentes actores entre ellos+ Errores #ersonales, es#ecialmente los relacionados con la cali'ración del termómetro * la lectura del mismo -al leer el valor dado.( e incluso distracción #or #arte de la #ersona que medía en el momento% Para el sulato de sodio tam'i$n se #resenta #orcenta7e de error alto del BQ( de'ido en gran #arte a los errores
#ersonales anterior%
del
caso
D. onductiidad Reali!amos B eerimentos de agua con dierentes sustancias #ara medir la conductividad% 8gua * sal, mostró una gran conductividad( esto es de'ido *a que la sal de mesa com"n -NaCl. es un electrólito( * cuando este se disuelve en agua #ara ormar agua salada( se convierte en iones de sodio -Na . * iones cloruro -ClJ.( cada uno de los cuales es un cuer#o que conduce la electricidad% 8gua e idró&ido de sodio( es una sal #or ende ocurre #rácticamente lo mismo que con la sal del #rimer eerimento% 8gua * DCl, un ácido mu* uerte y se disocia completamente
en
agua y eso hace que sea
fuertemente
conductor
de
electricidad. Agua y azúcar: no conduce
electricidad
ya q ue sus moléculas
no forman iones en el agua, es decir no tiene la capacidad de disociarse en iones.
C2NC/USI2NES
Recordamos * reor!amos conocimientos acerca de la manera en la
I parte: Volalidad: Comparación de los dos anillos de condensación.
cual se di'u7an lo #untos de /e0is #ara átomos e iones% a 8#rendimos distinguir( leer * calcular ciertas #ro#iedades ísicas como lo es el #unto de usión * de e'ullición en diversas sustancias% 6istinguimos ácilmente con dierentes com#uestos aquellos que son solu'les en agua * en cloroormo% 6educimos de una manera correcta gracias al desarrollo eerimental aquellos com#uestos que conducen * no conducen electricidad%
I parte: Solu bili dad: Tubo de ensayo con cloroformo y acetato
JCuestionario
de sodio.
=% 6i'u7e la estructura de /e0is #ara el ácido órmico -DC22D.( ion nitrito( 3eFH( 8sFA * #ara el ácido sul"rico% R%
I parte: Conducvidad: Soluciones para medir conducvidad con al conducmetro.
3I3/I2;R8F8
3ro0n (T /%( /ema*( /%E% * 3urtens( 3%JE uímica de la Ciencia Central%a edición %Ca#itulo % Emerson(6%%=< 4ournal Cemical Education%volumen @A( #ágina BAB%
8NE2S Imágenes
I parte: Solubili dad: Momento en el que se aade na!aleno al tubo de ensayo con a"ua.
I #arte: #unto de fusión$ equipo montado para e%perimento.
iniciar
con
el
H%
VPor qu$ la regla del octeto no unciona #ara mucos com#uestos que contienen elementos del tercer #eriodo o su'secuente en la ta'la #eriódicaW RJ /a ma*oría de los com#uestos covalentes del gru#o III 8( es#ecialmente el 'oro% Estos elementos contienen solo tres electrones en la ca#a de valencia( así que a menudo orman tres enlaces covalentes cuando se
enla!an a otros tres átomos% Por lo tanto se usa seis electrones como el X necesario #ara los elementos% >% Vu$ es un enlace covalente coordinadoW VPor qu$ es dierente de un enlace covalente normalW RJEs el que da lugar de a#ortar un electrón a cada átomo del enlace( los dos electrones son a#artados #or el mismo átomo% En cam'io el enlace covalente normal consiste en el com#ortamiento de #ares de electrones #or dos átomos dando lugar a mol$culas * #uede ser #olar * no #olar% B% Escri'a la estructura de /e0is de SeFB * SeF@% VSe satisace la regla del octeto #ara SeW R%
@%
% Consiste que entra en las e&ce#ciones de la regla del octeto #or lo tanto una mol$cula en la que un átomo tenga más de electrones #ara dos mol$culas se a#lica la e&ce#ción% A% VCuál es la dierencia entre un sím'olo #unto /e0is * una estructura de /e0isW R% /os sím'olos de #unto son los #untitos colocados que sim'oli!an a los electrones de su "ltimo nivel energ$tico% En cam'io la estructura es la re#resentación de la órmula en la cual se colocan todos las sustancias que la orman
%
<%
al adquirir la coniguración se esta'lece la unión entre átomos% Elique cómo la energía de ioni!ación * la ainidad electrónica determinan que los elementos se com'inan entre sí #ara ormar o no com#uestos iónicos% RJ /a unión de átomos que resulta de la #resencia de atracción electrostática entre os iones de distinto signo( es decir uniormemente electro#ositivo * otro uertemente electronegativo% Eso se da cuando en el enlace( de los átomos ca#ta electrones del otro% /os elementos que orman de'en ser metal * no metal% Se #roduce una transerencia electrónica total de un átomo a otro ormándose signos dierentes% El metal dona uno o más electrones ormando iones #ositivos o cationes negativos% Mencione dos e7em#los dierentes a los estudiados eerimentalmente de sustancias volátiles que #osean olor% RJ Mentol * amoníaco% Elique en t$rmino de ti#o enlace( la dierencia entre el #unto de usión del ácido 'en!oico * del sulato de sodio% RJ El #unto de usión del ácido 'en!oico es de =HHYC * el del sulato de sodio es BYC% Tomando en cuenta los resultados eerimentales( elique cuando un com#uesto es solu'le en agua o e cloroormo%
RJ El cloroormo es un com#uesto no #olar orgánico lo que indica que unciona #ara solvente de sustancias no #olares( el agua es el solvente universal * es #olar( disuelve sustancia de su misma naturale!a% =G% Tomando en cuenta sus resultados eerimentales( en cuanto la volatilidad( solu'ilidad( #unto de usión * conductividad #ara los dierentes reactivos( #rediga estas #ro#iedades #ara LF * CDB de#endiendo del ti#o de enlace que los caracteri!a% RJ El luoruro de #otasio LF es solu'le en agua irviendo * en soluciones acuosas% Su #unto de usión tem#eratura del momento en el cual una sustancia #asa del estado líquido AYC% El metano CDB es covalente sus #ro#iedades son, Es no #olar que se #resenta en orma de gas a tem#eraturas * #resiones ordinarias% Es incoloro e insolu'le en agua tiene #unto de usión de