lunes, 1 de junio de 2020

GUÍA# 3 QUÍMICA 10°

TEORÍA DE ENLACES

INICIO
La existencia de moléculas supone la unión de átomos iguales o diferentes por medio de enlaces, en los cuales participan los electrones de valencia de los átomos enlazados. La valencia es el número de electrones que le faltan o debe ceder un elemento químico para completar su último nivel de energía. Estos electrones son los que pone en juego durante una reacción química o para establecer un enlace químico con otro elemento. Hay elementos con más de una valencia, por ello fue reemplazado este concepto con el de números de oxidación que finalmente representa lo mismo.

La capacidad de combinación de un átomo viene indicada por su valencia, que junto con sus electrones de la última capa energética (capa de valencia) llamados electrones de valencia, son los responsables de la formación de enlaces de los átomos. Se puede calcular la valencia de un átomo a partir de la distribución electrónica pero también a partir del grupo donde está localizado el elemento en la tabla periódica, los cuales, a su vez, derivan del número de electrones del ultimo nivel energético o la valencia. Los elementos de los grupos I, II y III y IV A posen valencias 1, 2, 3 y 4 respectivamente; los elementos del grupo VA posen valencia 3, ya que son estos los electrones que ganarían para completar 8 en su capa de valencia; así, también, los elementos de los grupos VI y VIIA poseen valencia dos y 1 respectivamente, en tanto que los del grupo VIIIA poseen valencia 0. La valencia de un átomo indicaría el número de enlaces que formaría dicho átomo: un átomo de valencia 2 (Bivalente) formaría dos enlaces.

El enlace químico podría definirse, de manera elemental, como la “Energía responsable de la unión entre entidades químicas ya sean átomos o moléculas”. Así, pueden distinguirse dos tipos generales de enlace; Interatómicos e intermoleculares.

ENLACES INTERATÓMICOS
El principio teórico del enlace químico interatómico se origina de la necesidad de explicar la unión que existe entre átomos adyacentes en las moléculas. Este enlace se define como “La fuerza de la unión que existe entre dos átomos adyacentes en una molécula”. La unión de los átomos puede deberse a varias causas que son originadas en la interacción entre las nubes electrónicas (o mejor, a los campos eléctricos generados por los electrones) de los átomos que se encuentran unidos.
Las interacciones entre los electrones de enlace (electrones más externos de los átomos) originan fuerzas que pueden conducir a que uno o dos electrones de uno de los átomos sean atraídos hacia el otro átomo y se enlacen si los electrones son totalmente atraídos por uno de los átomos, este átomo quedara con una carga atómica negativa (ion negativo) y el átomo que dona los electrones tendrá una carga positiva (ion positivo).  Si la carga se manifiesta parcialmente sobre los átomos que se enlazan se dice que los electrones se comparten y no existe la formación de átomos cargados realmente, sino que el efecto de los electrones por lo general se manifiesta más en uno de los átomos que en otro. Un ion es una partícula cargada la cual puede estar formada por uno o varios átomos.

Los enlaces químicos e interatómicos pueden dividirse en dos tipos iónico y covalente.

 1. ENLACE IÓNICO Implica transferencia de electrones, se da entre átomos con alta diferencia en la electronegatividad, por lo que fácilmente se da entre metales y no metales. La diferencia en la electronegatividad es mayor de 1.7. Antes de continuar con su estudio abordemos la regla del octeto.
Cuando un átomo se combina con otro u otros átomos para formar moléculas, tiende a adquirir la configuración de un gas noble, es decir completar 8 electrones en su último nivel energético o capa de valencia. Esto puede explicarse mediante la regla del octeto.

Regla del octeto
Los átomos de los gases nobles (excepto el Helio) tienen una capa de valencia con una configuración electrónica ns2 np6, especialmente estable, donde n es el número cuántico principal de la capa de valencia. Tales elementos tienen altas energías de ionización (E1) y bajas afinidades electrónicas (Ae) y muestran poca tendencia a reaccionar químicamente. La regla de los octetos es una afirmación de la estabilidad de la configuración ns2 np6 de la capa de valencia. Los átomos que pueden alcanzar esta configuración por la adición de solo algunos electrones tienden a hacerlo, es decir tienden a completar el octeto. Al aceptar electrones, el átomo forma un ion negativo con tantas cargas negativas como electrones gane.

¿Y qué ocurre con los iones positivos? Cuando un átomo tiene pocos electrones de valencia, pero en su segunda capa a partir del exterior posee octeto, tiende a perder sus electrones de valencia para quedar con el octeto. Resulta un ion positivo con tantas cargas positivas como electrones pierda. La regla del octeto tiene varias excepciones por ejemplo los elementos de transición no cumplen a menudo dicha regla, pero si la mayoría de los elementos representativos. La regla del octeto es una generalización manual, pero no una ley natural. Cuando se forma un enlace iónico, la fuerza de unión entre los átomos es originada por la atracción entre iones con cargas opuestas. Este tipo de enlace también se conoce como electrovalente

Veamos un ejemplo:
Ca (Z=20)    1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2         Ca° (se encuentra neutro)

Obsérvese que Ca tiene número atómico 20, esto quiere decir que en este momento presenta 20 electrones y 20 protones, o sea neutro Ca° (esto sucede cuando no se encuentra unido a ningún átomo) y que para lograr tener 8 electrones en su último nivel de energía deberá ceder sus últimos dos electrones (electrones de valencia) quedando de la siguiente manera (esto sucede cuando se une a un átomo)

Ca (Z=20)    1s2 2s2 2p6 3s2 3p6        Ca+2 (Ion positivo)

Recuerde que lo único que puede ganar o perder un átomo son electrones, a los protones no les pasa nada ya que se encuentran en el núcleo. Cuando calcio pierde dos electrones queda 18 y 20 protones, por lo que presenta más cargas positivas que negativas ¿Cuántas cargas positivas más? 2, por ello queda 2+

Veamos otro ejemplo

O (Z=8)    1s2 2s2 2p4                        O° (se encuentra neutro)         

Obsérvese que O tiene número atómico 8, esto quiere decir que en este momento presenta 8 electrones y 8 protones, o sea neutro O°(esto sucede cuando no se encuentra unido a ningún átomo) y que para lograr tener 8 electrones en su último nivel de energía deberá ganar dos electrones (esto sucede cuando se une a otro átomo) quedando de la siguiente manera

O (Z=8) 1s2 2s2 2p6                             O-2 (ion negativo) 

Recuerde que lo único que puede ganar o perder un átomo son los electrones a los protones no les pasa nada ya que se encuentran en el núcleo. Cuando oxigeno gana dos electrones queda 10 y 8 electrones, por lo que presenta más cargas negativas que positivas ¿Cuántas cargas negativas más? 2, por ello queda 2-


     
                           
Ahora grafiquemos el enlace posible entre los dos, lo que se debe graficar son los electrones de valencia, calcio está en el grupo IIA por lo que tiene dos electrones en el último nivel. Oxigeno está en el grupo VIA por lo que presenta 6 electrones de valencia, Calcio perderá sus dos electrones y oxigeno los ganará, cuando suceda esto, Ca quedará positivo(Catión) y oxigeno negativo(anión), sufrirán atracción y se unirán para formar una molécula (Oxido de calcio). Observe que en la gráfica se muestra un solo átomo calcio y un solo oxigeno por lo que se forma CaO . Dos iones de cargas eléctricas opuestas tienden a atraerse entre sí. Esta afirmación es parte de la ley de Coulomb y las fuerzas de atracción se conocen como fuerzas electrostáticas o coulumbicas.                                                     
El proceso anterior se favorece si los elementos que se enlazan tienen diferencia de electronegatividades mayor de 1,7. Los enlaces iónicos se formaran entre átomos de elementos que se encuentren bastante alejados en la tabla periódica, tomando como origen para medir la lejanía la esquina inferior izquierda hacia la esquina superior derecha. Es importante destacar que los enlaces iónicos ocurren especialmente entre los elementos de la familia IA y IIA, con los de VIA y VIIA.

DESARROLLO

Observe el siguiente video antes de resolver el taller, le ayudara a comprender mejor el tema de enlaces

1.     ¿Qué son electrones de valencia y por qué son importantes?
2.     Elabore un cuadro en el que identifique el número atómico, el grupo, los electrones de valencia, el # de electrones y protones de siguientes elementos Ba, Na, K, CL, y C
3.     Represente sus estados neutro e iónico de los siguientes átomos   Ba, Na, K, CL, y C de la misma forma en que se representaron los ejemplos 1 y 2 de esta guía.
4.     Represente la unión química entre los siguientes pares de elementos de la misma forma en que se realizó el diagrama de Lewis de CaO
a.     Na- F
b.     Ba- O
c.     K -   Cl
d.     Ca- S
e.      Li – I
5.     Analice cada una de las uniones químicas anteriores e identifique si forman enlace iónico, justifique cada una de sus respuestas
6.     Por qué la mayoría de los elementos tienden a tener la configuración electrónica de los gases nobles
7.     Por qué se dice que los gases nobles generalmente no requieren unirse a ningún otro átomo. Explique su respuesta
8.     Indique para cada una de las siguientes especies si corresponde a un catión, anión o átomo neutro
a.     Cl-1
f.     
b.     Al+3
g.     Cu+1
c.     H+1
h.     S-2
d.     Na°
i.      Br-1

9.     Teniendo en cuenta la diferencia de electronegatividades de las parejas del punto 4, indique si corresponden a enlace iónico. Busque la electronegatividad de cada átomo en la tabla periódica. (diferencia mayor de 1,7 es iónico)

PROFUNDIZACIÓN
10.   Consulte las características de los compuestos iónicos. De ejemplos de sustancias iónicas
Observe el siguiente video para terminar de profundizar en la temática propuesta https://www.youtube.com/watch?v=hLxC_aPQMHA

FECHA DE ENTREGA: 12 de JUNIO /2020 en formato word al correo luisalbertomarin1010@gmail.com

No hay comentarios.:

Publicar un comentario