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GRAFICAS

LIC. FERNANDO MUR SÀENZ
fernandomur9@colombiaaprende.edu.co

INSTITUCIÒN EDUCATIVA FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
QUIMICA INORGANICA
GRADO: DECIMO
ENLACES QUIMICOS
HACIA EL ENLACE QUÌMICO ¿CÒMO ES LA CONFIGURACIÒN ESTABLE DE UN ÀTOMO?
LOGROS C Entender con claridad el concepto de enlace químico C Establecer relación entre los elementos de valencia y enlace químico C Conocer algunos conceptos de potencial de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad, tienen decidida importancia en la formación de un enlace químico C Diferencias los distintos tipos de enlaces químicos C Conocer el significado e importancia de la valencia y el número de oxidación.
PROPIEDADES PERIÓDICAS Las propiedades químicas de un elemento están determinadas por los electrones que presente el átomo en su último nivel de energía.
Potencial de ionización (P. I) Es la energía necesaria para remover un electrón de un átomo neutro aislado. En elementos gaseosos se puede medir esta energía encontrando el voltaje que debe aplicarse a un tubo de descarga eléctrica, para causar un gran incremento en el flujo de electrones. En los grupos, la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico en un grupo. Las energías están relacionadas con el carácter metálico de los elementos. La más baja energía de ionización corresponde al carácter metálico. El francio es uno de los elementos más metálicos y el flúor uno de los menos metálicos. Al aumentar el número atómico aumenta el radio atómico, Así, los electrones de la capa externa de los elementos de número atómico mayor, en un grupo, están más lejos de los núcleos y son menos atraídos por el núcleo. Por tanto, se requiere menos energía para separar un electrón en estas condiciones. Resumen: aumenta en la tabla periódica de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha. Afinidad electrónica Cuando un átomo gana un electrón se forma un ión negativo (anión), con liberación de energía. La medida de esta tendencia es la afinidad electrónica, o sea, la energía que libera un átomo neutro cuando adiciona un electrón. Esta energía se mide también en electronvoltios por átomos y es lógico que disminuya al bajar en los grupos y aumente en los períodos al ir de izquierda a derecha. Resumen: aumenta de izquierda a derecha y disminuye de arriba hacia abajo en la tabla periódica
Los halógenos son los que presentan una mayor afinidad electrónica, puesto que la adición de un electrón lleva a formar un octeto estable. Una ecuación para este proceso se representa así: Cl (g) + e- Cl (g) - + energía Si un átomo gaseoso absorbe un electrón, libera energía (la cual se indica con signo negativo); si gana un segundo electrón, no lo hace como un átomo neutro sino como un ión con carga negativa (-1), por tanto, absorberá energía.
Tamaño atómico La mecánica cuántica enuncia que un átomo, núcleo positivo rodeado de nubes electrónicas, no tiene límite definido. Hasta el momento, la determinación del tamaño de un átomo ha sido difícil. La aproximación más usada es la determinación del radio atómico o radio covalente: es la distancia que separa el núcleo del electrón más externo. No es posible determinar con exactitud el radio atómico de un átomo, debido a que no es una esfera dura con un límite definido. La única manera de determinar el radio atómico de un átomo es por difracción electrónica o por difracción de rayos X. El radio atómico se expresa en ángstrom (1C = 10-10m); en el sistema internacional, se expresa en nanómetros (1nm =10-9m), o en picómetros (1pm = 10-12m). En un grupo de la tabla periódica, el radio atómico de un elemento aumenta de arriba hacia abajo, debido a que aumentan los niveles de energía; por ejemplo observamos el francio en el grupo IA, ubicado en el séptimo período; este elemento presenta siete niveles de energía ocupados por electrones y es el de mayor radio atómico de este grupo. Resumen: los radios atómicos aumentan en los grupos y disminuyen de izquierda a derecha en los períodos Ejercicio Ordena en forma creciente los siguientes elementos en función de su radio atómico: fósforo, flúor, sodio, oxígeno y hierro. Electronegatividad Se consideran dos criterios para expresar tendencia metálicas y no metálicas la energía de ionización y la afinidad electrónica. Al conjugar estas dos propiedades se obtienen una que permite evaluar caracteres metálicos, y no metálicos, y es la electronegatividad o sea, la capacidad que tiene un átomo para atraer sobre sí los electrones del enlace que forma con otro átomo diferente. Se puede deducir que la electronegatividad es menor para los elementos del grupo I y se hace mayor cuando avanzamos hacia la derecha y hacia arriba en la tabla periódica. Los elementos más electronegativos se encuentran a la derecha de la tabla: el flúor el más electronegativo de todos. En la parte izquierda e inferior de la tabla se ubica el elemento menos electronegativo (o más electropositivo): el francio. La escala de electronegatividad más usada es la establecida por Linus Pauling. Son números, dimensión, que van desde 1, aproximadamente, para metales activos, hasta 4 para el flúor (el no metal más activo). Los átomos cuya electronegatividad es menor que 1.8 son metales y si es mayor que 1.8 son no metales. Con la electronegatividad se puede establecer el tipo de enlace en los compuestos. Cuando la diferencia de electronegatividades de dos átomos en un enlace es mayor que 2, el enlace es iónico (electrovalente) y si es menor que 2 es covalente. Resumen: aumenta de izquierda a derecha y disminuye de arriba hacia abajo en la tabla periódica. ENLACE QUÍMICO Se denomina enlace químico la fuerza que mantiene unidos los átomos en una combinación química. Los electrones en su continuo movimiento son los responsables de todas las uniones de naturaleza electromagnética, entre los átomos de una molécula. Pero son los electrones del nivel exterior los que realmente intervienen en las reacciones químicas, y por tanto en la formación de enlaces (electrones de valencia). La estructura electrónica de los gases nobles ayuda a entender cómo se unen los átomos de los demás elementos para formar moléculas. Se cree que al combinarse los átomos de la mayoría de los elementos se alcanzan una estabilidad electrónica comparable a la de los gases nobles, lo cual puede lograrse: a) Por transferencia de electrones b) Por compartimiento de electrones REGLA DE OCTETO Y VALENCIA Regla del octeto los átomos al combinarse, ganan, pierden o comparten electrones tratando de adquirir una estructura de gas noble, con ocho electrones en su nivel exterior (un octeto). Según la regla del octeto la capacidad de enlace se relaciona con las interacciones necesarias para eliminar los electrones sobrantes o adquirir los electrones faltantes, a fin de obtener configuración de gas noble o capa llena. Así, los elementos del grupo IA podrán formar enlace; los del grupo IIA, dos; del grupo IIIA, tres; los del IVA cuatro; los del VA, tres; los del VIA, dos y los del VIIA uno. Son excepciones a la regla del octeto: a. los elementos del primer período (H y He) sólo pueden admitir como máximo dos electrones en su nivel exterior. b. Los elementos del tercer período en adelante, al tener disponibles orbitales (d) pueden acomodar más de (8) electrones en el nivel exterior. Valencia: es la capacidad de combinación de los átomos; es el número de enlaces simples que presenta un átomo en un determinado compuesto. Es la capacidad de electrones que hacen falta para hacer un gas noble Es la capacidad que tiene un átomo para enlazarse, depende del grupo que se encuentre: grupo VII falta una valencia, VI falta dos valencias, V falta tres valencias, IV falta cuatro valencias. ESTRUCTURA DE LEWIS O SÍMBOLOS ELECTRÓNICOS Consiste en el símbolo del elemento que representa el núcleo del átomo, con los electrones del último nivel de energía, los cuales se representan por medio de puntos, círculos, cruces, equis, cuadros, etc. Las estructuras de Lewis sirven como fundamento para ilustrar los enlaces químicos. ELECTRONEGATIVIDAD EN LOS ENLACES Según Linus Paulíng es el poder de atracción relativo de un átomo por los electrones de valencia en un enlace covalente. Es la medida de la tendencia del átomo a ganar electrones. La electronegatividad sirve principalmente para: a. Predecir el tipo de enlace y sus propiedades b. Predecir propiedades de las sustancias (punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad, conductividad térmica y eléctrica, etc.). c. Predecir estabilidad de compuestos. TIPOS DE ENLACE La formación de un enlace está asociada con la disminución de energía y por tanto, con un aumento de estabilidad. Existen tres tipos extremos de enlace químico: a. Enlace iónico o electrovalente b. Enlace covalente c. Enlace metálico Enlace iónico o electrovalente Se caracteriza: · Porque hay transferencia de electrones de un átomo a otro, y por consecuencias se forman iones con cargas opuestas. · Se forman un enlace iónico cuando la diferencia de electronegatividades entre sus átomos que se enlaza es mayor de 1.7 · De allí se formen con facilidad enlaces iónicos entre los elementos de la parte derecha de la tabla con los de la izquierda. ENLACE COVALENTE Es el que se forma entre átomos que tienen la misma electronegatividad o muy próxima, siendo la diferencia de electronegatividad < 1.7. · En el enlace covalente no hay transferencia de electrones · Los electrones son compartidos por los átomos, involucrados en él. · Ocurre generalmente, al unirse un no metal consigo mismo o con otro no metal. · Este enlace es orientado · Es direccional debido a la orientación de los orbitales. El enlace covalente puede clasificarse según distintos puntos de vista a. Según el número de electrones compartidos, el enlace covalente puede ser: · Covalente simple, sencillo o saturado, cuando se comparten 2 electrones (un par). Ejemplo, H2, Cl2 , HCl, F2 · Covalente doble, cuando se comparten 4 electrones (2 pares), ejemplo: · Covalente triple, cuando se comparten 6 electrones (3 pares), ejemplo: b. Según el número de electrones aportados por cada átomo, el enlace covalente puede ser: · Covalente normal, cuando ambos átomos aportan igual número de electrones al enlace, ejemplo: · Covalente coordinado o dativo, cuando uno solo de los átomos enlazados es el que aporta los electrones compartidos, lo cual se indica con una flecha en el sentido del dador hacia el receptor, ejemplo: c. Según la diferencia de electronegatividades entre los átomos enlazados, el enlace covalente puede ser: · Covalente no polar, típico o polar, cuando la diferencia de electronegatividad es cero por tratarse de átomos de la misma clase, ejemplo: Cl2, O2, N2, etc. Cl – Cl, O = O, N ≡ N · Covalente polar, cuando la diferencia de electronegatividad entre los átomos es mayor que cero sin sobrepasar los 1.7 ENLACE METALICO
Este enlace no es orientado, no es direccional, es más móvil que el iónico y que el covalente. El enlace metálico resulta pues de la atracción de iones positivos y la nube de electrones negativos.
Los metales tienen pocos electrones de valencia por lo cual no se les puede atribuir enlace covalente localizado; por estar formados por una sola clase de átomos, no pueden enlazarse mediante fuerzas electrostáticas como sucede entre cationes y aniones en un cristal iónico. Un pedazo de metal está constituido por una gran cantidad de cristales, y cada cristal es un empaquetamiento denso de átomos del metal. Uno de estos cristales puede considerarse como un agregado de iones positivos sumergido en una nube de electrones libres, donde todos los átomos del metal contribuyen con sus electrones a la formación de la nube electrónica. Los electrones de los metales no están fijos girando alrededor de los núcleos, sino que pueden saltar de uno a otro átomo y aún salirse de la envoltura. A esta circunstancia se deben las propiedades típicas de los metales: maleabilidad, ductibilidad, conductividad eléctrica y calórica, puntos de fusión y de ebullición elevados.
PRACTIQUEMOS LO APRENDIDO INTERPRETA SITUACIONES 1. Realiza la estructura de los siguientes compuestos y analiza cuáles conducen la corriente eléctrica de acuerdo al tipo de enlace que presentan. a. Nitrato cúprico (CuNO2)2 b. Sulfato ácido de potasio (KHSO4) c. Carbonato de Sodio (Na2CO3) d. Àcido hipoyodoso (HIO) e. Fosfato de bario (Ba3(PO4)2) f. Clorato de potasio (KClO3) ESTABLECE CONDICIONES 2. Con la ayuda de la tabla periódica, busca el valor de la electronegatividad para los elementos que forman cada compuesto y determina el tipo de enlace. Luego, ordénalas de mayor a menor carácter iónico. NO2, KCl, H2O, HI, BaS, NaH, LiF, NH3, SO3, y CaH2. 3. La siguiente tabla muestra las características físicas de cinco moléculas.
Compuesto Estado Punto de ebullición Conductividad eléctrica en solución Solubilidad en agua
P Sólido 150 Si Si
Q Líquido 78 No Si
R Sólido 1160
S Sólido 1555 Si
T Líquido 85 No
Con base en los datos de la tabla, clasifica los compuestos en iónicos o en covalentes. Justifica tu respuesta. PLANTEA Y ARGUMENTA HIPOTESIS 4. El aceite utilizado para los motores de los vehículos se clasifica como una sustancia apolar. De acuerdo con lo anterior, ¿en què solvente esperarías que se disolviera: agua o benceno? Justifica tu respuesta. 5. Utilizando los valores de electronegatividad, determina cuáles moléculas son polares y cuáles son apolares: NO, CH4, CO2, H2O, HF, HCl, H2 y N2. Justifica tu respuesta. VALORA EL TRABAJO EN CIENCIAS 6. ¿Por qué es importante que una persona consuma en su dieta diaria cloruro de sodio (NaCl)? Discute en tu grupo una posible respuesta. BIBLIOGRAFIAS MANCO L. Felix. A. Química General e Inorgánica 10. CASTELBLANCO MARCELO. Yaneth Beatriz. Química @1


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