Enlaces Quim

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Enla ces químicos Índice Introducción 1. ¿Qué mantiene unidos a los átomos? 2. ¿Por qué queremos entender cómo se enlazan las partículas materiales unas con otras? 3. Regla del octeto y estructura de Lewis 4. Clasificación de las sustancias de acuerdo a sus propiedades 5. Tipos de enlace 6. Electronegatividad 7. El enlace covalente 8. Enlace metálico 9. Fuerzas intermoleculares 10. Recapitulación Introducción Este tema es tratado en un segundo curso de Química General, para estudiantes de 16 a 17 años de edad, con conocimientos previos de la tabla periódica , simbología y ubicación de los elementos en grupos y familias; modelo atómico de Bohr, el cual es utilizado como punta de lanza del modelo mecano-cuántico, haciendo incidencia en las características de los átomos: electrones de valencia, niveles energéticos, carácter iónico, carácter metálico, y la probabilidad de formación de iones para entrar al entendimiento de los mecanismos que rigen la formación de enlaces hacia la constitución de la materia. Posterior a este tema se trata la nomenclatura de la materia en su diversidad de formas de presentación. 1

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Enlaces qumicos

ndice Introduccin

1. Qu mantiene unidos a los tomos?

2. Por qu queremos entender cmo se enlazan las partculas materiales unas con otras?

3. Regla del octeto y estructura de Lewis

4. Clasificacin de las sustancias de acuerdo a sus propiedades

5. Tipos de enlace

6. Electronegatividad

7. El enlace covalente

8. Enlace metlico

9. Fuerzas intermoleculares

10. Recapitulacin

IntroduccinEste tema es tratado en un segundo curso de Qumica General, para estudiantes de 16 a 17 aos de edad, con conocimientos previos de la tabla peridica , simbologa y ubicacin de los elementos en grupos y familias; modelo atmico de Bohr, el cual es utilizado como punta de lanza del modelo mecano-cuntico, haciendo incidencia en las caractersticas de los tomos: electrones de valencia, niveles energticos, carcter inico, carcter metlico, y la probabilidad de formacin de iones para entrar al entendimiento de los mecanismos que rigen la formacin de enlaces hacia la constitucin de la materia. Posterior a este tema se trata la nomenclatura de la materia en su diversidad de formas de presentacin.En este tema se trata de disear una unidad didctica que nos permita valorar el aporte hecho por los cientficos y la importancia de la comprensin del enlace qumico en la interpretacin de la estructura atmica de las sustancias, procurando as un mejor aprovechamiento y utilidad de este conocimiento en el contexto de la ciencia, la tecnologa y la sociedad.Al estudiar el modelo cuntico conocimos que existen condiciones que favorecen el desprendimiento de electrones del tomo y al cotejar esta informacin con el ordenamiento de los elementos de la tabla peridica reconocimos que existen grupos de elementos que pueden lograr esto con mayor o menor facilidad. Estos conocimientos nos sern de gran utilidad para identificar que las condiciones, bajo las cuales se dan las uniones de los tomos, determina el aspecto y las propiedades de las sustancias que se forman y que estas uniones tambin dependern, en gran medida, de la naturaleza elctrica de los elementos. Ciertamente, con el conocimiento del enlace qumico llegaremos a entender la fundamentacin de las frmulas qumicas, que nos conducir al desarrollo del tema de las reacciones qumicas que veremos posteriormente.Actividad 1. Investiga: La mayora de las personas hoy da prefieren utilizar un dentfrico que contenga flor, seguramente t eres una de ellas. Sabes por qu puede el flor ayudar a prevenir las caries? Ante la escasez de agua en algunas partes del mundo, por qu crees que no se fabrica agua en los laboratorios?Comentario 1. La actividad persigue despertar curiosidad por el funcionamiento de estos fenmenos, que los llevar a la realizacin de investigaciones bibliogrficas o de campo, por ejemplo, consultarn especialistas (qumicos de algn laboratorio de aguas, odontlogos, etc.) Hay que mencionar que esta actividad es vlida siempre que se asigne previamente al desarrollo del tema, como una actividad introductoria del tema, que de seguro captar la atencin de los estudiantes y los colocar en mejor disposicin para la asimilacin de los conceptos.

La manera en que los tomos se enlazan ejerce un efecto profundo sobre las propiedades fsicas y qumicas de las sustancias. Por ejemplo, al respirar monxido de carbono, las molculas de CO se enlazan fuertemente a ciertas sustancias presentes en los glbulos rojos de la sangre haciendo que estos queden como mineralizados, incapaces de transportar oxgeno, perdiendo as sus propiedades vitales. Entonces debemos preguntarnos: Qu es el enlace qumico?, Cmo se da?, Qu lo facilita?, Qu lo impide?, Qu determina que unos sean ms fuertes que otros? Estas interrogantes son fundamentales en el estudio de la qumica, pues los cambios qumicos, que pueden ser para bien o para mal, son esencialmente una alteracin de los enlaces qumicos.1. Qu mantiene unidos a los tomos?Un concepto bsico en qumica es el estudio de cmo los tomos forman compuestos. La mayora de los elementos que conocemos existen en la naturaleza formando agrupaciones de tomos iguales o de distintos tipos, enlazados entre s.A.2. Con tu grupo, realiza un estudio predictivo de la cantidad de sustancias que tericamente podran formarse a partir de los elementos de la tabla peridica, recuerda que pueden unirse dos o ms tomos iguales o distintos y pueden hacerlo de ms de una forma. Presenten una definicin propia de enlace qumico. C.2.. Con estas actividades los alumnos y alumnas en primera instancia, verificarn que en teora son muchos las sustancias que pueden formarse, cada una con caractersticas y funciones distintas, esto deber llevarlos a una visin inicial de la importancia del tema, y en las definiciones que puedan elaborar reconoceremos esto.

A.3. Los iones Na+ y Cl- libres no son abundantes en la naturaleza, sin embargo por qu existe tanta sal (NaCl) en el mundo? Discute en tu grupo una posible respuesta coherente con lo ya establecido.C.3. Cuando los estudiantes realizan esta actividad, por lo general, coinciden en el concepto de enlace; que es precisamente lo que se busca, que comiencen a reconocer que esta capacidad de los tomos puede ser imprescindible para nuestras vidas.

2. Por qu queremos entender cmo se enlazan las partculas materiales unas con otras?Si comprendemos el mecanismo del enlace qumico, este conocimiento puede llevarnos a controlar la formacin o ruptura de estos enlaces, por consiguiente, la formacin o deformacin de sustancias, dependiendo siempre de lo que estemos necesitando.A.4. Imagina que acabas de descubrir la forma de evitar que se enlacen el oxgeno y el hierro, que juntos formaban el indeseable xido de hierro, causante de la perjudicial corrosin. Enumera 5 consecuencias ventajosas para la humanidad de tu descubrimiento.C.4. Esta actividad persigue que los estudiantes reflexionen sobre las ventajas que proporcionara al desarrollo de la humanidad el poder incidir en la formacin o ruptura de los enlaces qumicos. De igual forma establecer que el manejo de este conocimiento por mentes sin escrpulos puede causar grandes daos al mundo. 3. Regla del octeto y estructura de LewisA inicios del siglo XX, en 1916, de manera independiente, los cientficos Walter Kossel y Gilbert Lewis concluyeron que la tendencia que poseen los tomos de lograr estructuras similares a las del gas noble ms cercano explica la formacin de los enlaces qumicos. Esta conclusin es mundialmente conocida como la Regla del Octeto y se enuncia de la siguiente manera:Cuando se forma un enlace qumico los tomos reciben, ceden o comparten electrones de tal forma que la capa ms externa de cada tomo contenga ocho electrones, y as adquiere la estructura electrnica del gas noble ms cercano en el sistema peridico.No obstante, hay muchas excepciones a esta regla y hasta se han logrado sintetizar algunos compuestos de los gases nobles.A.5. En 1962, el qumico canadiense N. Bartlett logr con relevante xito, obtener el primer verdadero compuesto del Xenon. Investiga cul fue este compuesto?C.5. Fomentar el manejo de la bibliografa es muy importante cuando queremos formar investigadores con curiosidad cientfica, cuidando evitar las frustraciones que podran resultar de no encontrar la informacin, por lo tanto es importante que esta se encuentre en los textos recomendados.

Una de las claves de la comprensin de la fuerza motriz del enlazamiento qumico, fue el descubrimiento de los gases nobles y su comportamiento qumico relativamente inerte. Los gases nobles han sido utilizados cuando se ha hecho necesario tener una sustancia inactiva. Los buzos normalmente usan una mezcla de nitrgeno y oxgeno a presin para respirar bajo el agua. Sin embargo, cuando esta mezcla de gases es usada en profundidades, donde la presin es muy alta, el gas nitrgeno es absorbido por la sangre, con la posible consecuencia de causar desorientacin mental. Para evitar este problema, se puede sustituir por una mezcla de oxgeno y helio. El buzo todava obtiene el oxgeno necesario, pero el inactivo helio que se disuelve en la sangre no causa desorientacin mental. El nico inconveniente radica en que la menor densidad de la mezcla puede cambiar el ritmo de la vibracin de las cuerdas vocales, y el buzo puede emitir sonidos similares al del pato Donald.A.6. Realiza la configuracin electrnica de los gases nobles y seala que coincidencias hay entre stas. Qu conducta podemos esperar de estos tomos con relacin a la formacin de enlaces qumicos?C.6. Con esta actividad lograremos diagnosticar la captacin de los conceptos: estabilidad y neutralidad elctrica asociados a la regla del octeto. Es importante que quede bien establecido cul es el tipo de estructura (gas noble) que se relaciona directamente con estabilidad atmica.

.A.7. Basados en la configuracin electrnica del Na+, O2-, Cl-, Li2+, N3+, indica cul de estas especies cumple con la regla del octeto.C.7. Muchas veces los estudiantes olvidan, por que lo han visto en un curso previo, que las especies inicas no contienen las mismas cantidades de electrones en su capa de valencia, por lo tanto esta prctica nos servir para diagnosticar los niveles del grupo en cuanto al concepto de ion y ligarlo inmediatamente con la regla del octeto, enfatizando que estas especies no se forman por casualidad sino por una conveniencia: mayor estabilidad.

3.1 Cmo disear una estructura de Lewis?La estructura de Lewis permite ilustrar de manera sencilla los enlaces qumicos, en ella, el smbolo del elemento est rodeado de puntos o pequeas cruces que corresponden al nmero de electrones presentes en la capa de valencia.3.2 Parmetros a considerar en una estructura de Lewis Escribe el nmero total de electrones de valencia. Considera que cada enlace se formar a partir de dos, y solo dos, electrones. Cada tomo deber cumplir con la regla del octeto. Excepto el hidrgeno que deber tener solo 2 electrones para cumplir con la regla del dueto. A.8. Con la ayuda de la Tabla Peridica, completa el siguiente cuadro.ELEMENTO ELECTRONES DEVALENCIA ESTRUCTURA DE LEWIS

SODIO 1 Na*

MAGNESIO

ALUMINIO

SILICIO

FSFORO

AZUFRE

ARGN

CLORO

LITIO

CALCIO

A.9. A partir de los datos del cuadro anterior. Explica qu representa la estructura de Lewis?C.8. y C.9. Con estas actividades los alumnos y alumnas debern llegar a la conclusin de que la estructura de Lewis no es ms que la representacin simblica de los electrones de valencia del tomo, que son al final de cuentas los que participan en un enlace.

A.10. El modelo estructural de Lewis es muy importante a pesar de las excepciones existentes, Por qu? Qu importancia tienen los modelos en el estudio de las ciencias en la vida diaria? Qu es un modelo? Es importante para ti tener un modelo?C.10. Este tipo de interrogantes pretende que los alumnos que participan de un curso cientfico, liguen un concepto de ciencias a un concepto humanstico y no pierdan de vista la importancia de mantener una escala de valores sobre la base de principios. Pretende iniciar un pequeo debate que servir para promover la participacin activa del grupo.

4. Clasificacin de las sustancias de acuerdo a sus propiedadesParece lgico suponer que las propiedades caractersticas de las sustancias aporten alguna informacin acerca de la forma en que estn unidos los tomos que las forman.A.12. Cite algunas propiedades de las sustancias que puedan ser indicativas del tipo de unin existente entre sus partculas (fuerte o dbil, existencia o no de partculas cargadas, etc).C.12. Con esta actividad se pretende dejar establecido que el tipo de unin existente entre tomos estar ntimamente relacionado con propiedades como punto de fusin, punto de ebullicin, conduccin de la corriente elctrica y algunas otras que pudieran ser demostradas luego mediante una prctica de laboratorio.

La materia que nos rodea se presenta en forma de sustancias con distinto aspecto y propiedades. El conocimiento de estas propiedades puede aportar alguna informacin acerca de las fuerzas que hacen unirse a las partculas en una sustancia. As, por ejemplo, los puntos de fusin y ebullicin de las diversas sustancias son indicativos de la mayor o menor fuerza de enlace entre las partculas (tomos, iones o molculas) que constituyen el slido o lquido. Por otra parte si una sustancia en determinadas condiciones conduce la corriente elctrica, podra pensarse tambin en la existencia de partculas cargadas. Otras propiedades pueden ser la solubilidad, la facilidad de deformacin o fragilidad de los slidos, etc.La diversidad de propiedades existentes (densidad, temperaturas de fusin y ebullicin, dureza, solubilidad en diferentes lquidos, conductividad,..) hace que resulte difcil clasificar en unos pocos grupos a todas las sustancias y cualquier regla que se establezca para ello dejar fuera a sustancias con propiedades intermedias o atpicas. No obstante, a pesar de ello ha sido posible clasificar a la mayor parte de las sustancias en tres grandes grupos que evidencian la existencia de cuatro formas fundamentales de unin entre los tomos, es decir de cuatro tipos de enlace: En primer lugar nos encontramos con sustancias como el cloruro de sodio, yoduro de potasio, cloruro de magnesio, etc que son compuestos de aspecto cristalino, frgiles y con elevados puntos de fusin y ebullicin. Son, en general, ms o menos solubles en disolventes del tipo del agua y no lo son en disolventes del tipo del benceno. No son conductores de la corriente en estado slido, pero s cuando se presentan fundidos o en disolucin. La existencia de este tipo de sustancias, entre las que hemos citado como ejemplos tpicos a las sales, est ligada a una forma de enlace que, por razones que luego veremos, se denomina enlace inico, designando consecuentemente dichas sustancias como compuestos inicos.

En segundo lugar, nos encontramos con sustancias como el oxgeno, hidrgeno, nitrgeno, dixido de carbono, naftaleno, agua, amoniaco, etc, muchas de las cuales se encuentran, a temperatura y presin ordinarias, en forma de gases constituidos por molculas de una gran estabilidad pues resisten, en general, temperaturas elevadas sin descomponerse. En cambio cuando se hallan en estado slido o lquido tienen por lo general bajos puntos de fusin y de ebullicin. Por otra parte, los slidos de esta clase no se disuelven en disolventes del tipo del agua, hacindolo en los del tipo del benceno y no conducen la corriente elctrica en estado lquido ni tampoco lo hacen sus disoluciones. El comportamiento de estas sustancias hace suponer la existencia de fuertes uniones intramoleculares dada la estabilidad de dichas molculas, y de dbiles uniones intermoleculares, teniendo presente la facilidad con que se logra separar las molculas. Es decir, se pone de manifiesto la existencia en este tipo de sustancias de dos formas de enlace asociadas, denominndose a la primera enlace covalente y conocindose las dbiles interacciones intermoleculares como fuerzas de van der Waals (profesor de la Universidad de Amsterdam, premio Nbel en 1910, que modific la ecuacin general de los gases teniendo en cuenta, entre otras cosas, que entre sus molculas podan existir fuerzas de atraccin). En algunos casos se presenta slo una de estas formas de unin. As, se ha conseguido solidificar a los gases nobles que en condiciones normales se presentan como gases formados por tomos sueltos, en esos slidos slo estarn presentes, pues, las dbiles fuerzas de van der Waals que aqu se ejercen entre partculas monoatmicas. Por otra parte el diamante, carbono puro, es un ejemplo de sustancia cuyos cristales constituyen verdaderas molculas gigantes en las que todas las uniones entre tomos de carbono tienen las caractersticas del enlace covalente.

Por ltimo, nos referiremos a los metales, cuya propiedad ms tpica es su carcter conductor del calor y la electricidad en estado slido. Los metales constituyen ms de las tres cuartas partes de los elementos del sistema peridico por lo que no es de extraar que exista una gran variedad en propiedades tales como dureza, punto de fusin, etc. Muchos de ellos tienen un brillo caracterstico y son fcilmente deformables, es decir, son dctiles y maleables (se separan fcilmente en hilos y lminas). El tipo de enlace existente entre los tomos de un metal se denomina, por razones evidentes, enlace metlico.

A.13. A partir de la informacin anterior elabore un cuadro de doble entrada en el que queden reflejados los principales tipos de enlace y algunas de sus propiedades caractersticas.C.13. Al realizar esta actividad quedar resumida la informacin proporcionada al grupo, y al ser ello y ellas los que elaboren el cuadro garantizaremos una mayor manipulacin de la informacin por lo tanto un mejor afianzamiento.

A. 14. En la tabla siguiente se han recogido las propiedades caractersticas de tres sustancias slidas (X, Y, Z) a la temperatura y presin ordinarias. Seale cul de ellas puede considerarse un compuesto inico, cul un metal y cul un compuesto cuyas partculas estn unidas por fuerzas intermoleculares.Propiedad analizada Sustancia slida a temperatura y presin ambiente

X Y Z

Punto de fusin 808C 80C 1083C

Solubilidad en agua S No No

Solubilidad en benceno No S No

Conductividad elctrica en estado slido No No S

Conductividad elctrica en disolucin o fundida S No S

Deformabilidad del slido Frgil Frgil S

C. 14. Es pertinente que al finalizar esta actividad se haga mencin de algunas de las excepciones, por ejemplo: el carbono en sus dos formas cristalinas: diamante y grafito, presenta enlaces covalentes sin embargo, en ambas formas tiene punto de fusin por encima de 3500C; el mercurio es un metal que a temperatura ambiente se encuentra en estado lquido y el galio funde a 28C, aproximadamente.

En resumen, pues, el estudio de las propiedades de las sustancias nos permite agruparlas en tres grandes tipos poniendo en evidencia la existencia de cuatro formas distintas de interaccin entre partculas: enlace inico, enlace covalente, fuerzas intermoleculares y enlace metlico.A.15. Disee posibles experiencias (cualitativas) para caracterizar distintas sustancias atendiendo a las siguientes propiedades: a) solubilidad en agua pura o destilada y en benceno, b) conductividad en estado slido y en disolucin, c) puntos de fusin d) deformabilidad.C.15. Solicitar el diseo de posibles experiencias a los participantes de un curso es una forma efectiva de lograr aprendizajes significativos, pero esto deber ir acompaado de la ejecucin de esos diseos experimentales, por lo que se cuidar la propuesta de sustancias de fcil acceso y se enfatizar en los cuidados que debern tenerse al trabajar con disolventes orgnicos.

A.16. Proceda a la caracterizacin de las sustancias presentadas por el profesor y determine a cul de los tres grandes grupos pertenece (inicas, covalentes o metlicas).C.16. Con esta actividad se reafirmarn conceptos, caractersticas y propiedades de las sustancias segn el tipo de enlace que presenten, siempre de acuerdo a las generalidades; se favorece tambin la elaboracin de resmenes e informes.

5. Tipos de enlaceSabemos que la manera en que los tomos se enlazan ejercen un efecto profundo sobre las propiedades fsicas y qumicas de las sustancias. Qu es un enlace qumico? Aunque esta pregunta se puede responder de diversas formas, el enlace se define como la fuerza que mantiene juntos a grupos de dos o ms tomos y hace que funcionen como unidad. Por ejemplo en el agua la unidad fundamental es la molcula H-O-H cuyos tomos se mantienen juntos por dos enlaces O-H. Se obtiene informacin acerca de la fuerza del enlace midiendo la energa necesaria para romperlo, o sea la energa de enlace.Veremos cmo los tomos interaccionan entre s de diversas formas para formar agregados y se considerarn ejemplos especficos para ilustrar los diversos tipos de enlace. Existen tres tipos importantes de enlaces que se forman entre los tomos de un compuesto: inico (o electrovalente), covalente (polar, no polar y el coordinado) y el enlace metlico.5.1. Formacin de iones y del compuesto inicoA.17. Explique cules familias del sistema peridico formarn ms fcilmente iones positivos, indicando su carga respectiva. Haga lo mismo para los iones negativos.C.17. Los elementos qumicos situados a la izquierda del sistema peridico son los que menos electrones han de perder para adquirir estructura electrnica de gas noble. Recordemos que el nmero de la columna donde se encuentran coincide con el nmero de electrones de valencia. De esta forma los elementos de la primera columna, slo han de perder un electrn para pasar a tener 8 en el ltimo nivel (excepto el litio que pasara a tener 2, como el gas noble helio). Anlogamente sucedera con los de las columnas II y III que tendran que perder 2 y 3 electrones respectivamente. En experiencias sencillas hemos podido ver que al disolver en agua cloruro de sodio slido, la disolucin resultante conduce la electricidad; esto indica que el cloruro de sodio est compuesto por iones Na+ y Cl-. As cuando el sodio y el cloro reaccionan para formar cloruro de sodio, los tomos de sodio transfieren electrones a los tomos de cloro para formar los iones Na+ y Cl- que se agregan a continuacin para formar cloruro de sodio slido. Esta sustancia slida resultante es dura; tiene punto de fusin de aproximadamente 800C. La gran fuerza de enlace en el cloruro de sodio se debe a las atracciones entre iones de carga opuesta que se encuentran muy cercanos entre s. Este es un ejemplo de enlace inico. Cuando un tomo que pierde electrones con relativa facilidad reacciona con otro que tiene alta afinidad electrnica se forman sustancias inicas; en otras palabras la formacin de un compuesto inico se debe a la reaccin entre un metal y un no metal.

El enlace inico se forma cuando un tomo que pierde electrones relativamente fcil (metal) reacciona con otro que tiene una gran tendencia a ganar electrones (no metal).A.18. Presenta el diagrama, utilizando las estructuras de Lewis, para la formacin del NaCl (cloruro de sodio) a partir del in cloruro, Cl- , y el in sodio, Na+.A. 19. El agua pura y la sal no conducen la electricidad, sin embargo cuando disolvemos sal en agua obtenemos una sustancia que resulta ser buena conductora de la electricidad;Cul supones que sea la causa de esto?C.18. y C. 19. Resulta conveniente mantener la prctica de diseos de estructuras de Lewis y la emisin de hiptesis, que cada vez debern ser ms coherentes con los modelos establecidos, nos permitir diagnosticar a cada paso la asimilacin correcta y, de igual forma, percibir errores conceptuales en los que estn incurriendo.

Los compuestos unidos por enlaces inicos forman redes cristalinas de iones, que denominamos cristal. La red cristalina es una estructura gigante que contiene un nmero indefinido de iones (las cargas positivas son iguales, en cantidad, a las negativas), de manera que el conjunto sea elctricamente neutro.

En la figura anterior se puede ver la estructura del cloruro de sodio. En la forma (A) se indican las posiciones (centros) de los iones. En la forma (B) se representan los iones como esferas empacadas. Los iones esfricos estn empacados de manera que las atracciones inicas se maximicen.A.21. Los tomos de sodio son de mayor tamao que los de cloro. Explique por qu esto no es as en la figuraC.21. Para mantener una conexin entre los temas (enlace, formacin de iones, tamao atmico), es recomendable aclarar el hecho de que el radio atmico aumenta cuando se forma un anin y disminuye cuando se forma un catin, lo que explica la diferencia de tamaos en el modelo. Valdra enfatizar en la diferencia entre radio atmico y radio inico.

6. ElectronegatividadLinus Pauling defini la electronegatividad como La capacidad que tienen los tomos de atraer y retener los electrones que participan en un enlace qumico. La electronegatividad se ha establecido en escala de 0 hasta 4. Pauling asign de manera arbitraria un valor de 4 al fluor que es el elemento con ms capacidad para atraer electrones. En qumica los valores de electronegatividad de los elementos se determinan midiendo las polaridades de los enlaces entre diversos tomos. La polaridad del enlace depende de la diferencia entre los valores de electronegatividad de los tomos que lo forman.A.22. Con la ayuda de tu tabla peridica indica si la electronegatividad de los elementos de cada compuesto inico es alta o baja. Ordena los compuestos inicos segn el incremento de polaridad del enlace.Compuesto Metal No Metal

NaCl

CaO

LiF0

Ordenamiento: --------------------------------------------------------------------------C.22. Quedar establecido que las diferencias de electronegatividades entre tomos que forman un enlace, ser mayor en compuestos inicos, por lo tanto, la relacin ser que a mayor diferencia de electronegatividad entre los tomos, mayor polaridad del enlace.

A.23. Discute en tu grupo: Qu relacin hay entre la electronegatividad de un elemento y su tendencia a ceder electrones? C.23. En este punto podemos aprovechar la oportunidad para ligar conceptos, por ejemplo, quedar establecido que los elementos que estn a la izquierda de la tabla peridica presentan baja electronegatividad y tendencia a formar cationes o sea ceder electrones y los que estn a la derecha tendrn alta electronegatividad y tendencia contraria, de esta forma estaremos enfatizando en el conocimiento de la tabla peridica.

A.24. El enlace inico, qu propiedades da a un compuesto? Disea un experimento que te permita identificar esas propiedades.C.24. A modo de recapitulacin y contextualizacin de este apartado, por todo lo discutido hasta el momento evaluaremos la capacidad de los participantes de disear una prctica que les permita reconocer un compuesto con enlaces inicos, con esto se facilita los aprendizajes de las caractersticas de este tipo de enlace de forma constructivista. 7. El enlace covalenteEl modelo de enlace entre iones no se puede utilizar para explicar la unin entre cualquier pareja de tomos. Si dos tomos son iguales, no existe ninguna razn que justifique que uno de estos tomos se transforme en in. Para justificar estas situaciones se utiliza otro modelo de enlace. Cuando los tomos que forman un enlace comparten sus electrones con la finalidad de cumplir con la regla de los ocho, se forma un enlace. El tipo de enlace que se observa en la molcula de hidrgeno y en otras molculas en que los electrones son compartidos por los dos ncleos se llama enlace covalente. En la molcula de H2 los electrones residen principalmente en el espacio entre los ncleos en donde son atrados de manera simultnea por ambos protones. El aumento de fuerzas de atraccin en esta zona provoca la formacin de la molcula de H2 a partir de dos tomos de hidrgeno separados. La formacin de un enlace entre los tomos de hidrgeno implica que la molcula H2 es ms estable por determinada cantidad de energa, que dos tomos separados (energa de enlace).

A.25. El cloro existe en la naturaleza como molcula diatmica (Cl2). Cmo esperaras que cada tomo de cloro adquiera configuracin electrnica estable? Dibuja la estructura de Lewis para la molcula de Cl2.C.25. Este caso se aclarar considerando tambin lo que ocurre al acercarse dos tomos de cloro:

Cuando dos tomos idnticos se acercan los dos electrones son atrados de manera simultnea por ambos ncleos. As se forma el enlace.7.1. Otros tipos de enlaces covalentes entre los tomosHasta el momento se han considerado dos tipos de enlace extremos. En el enlace inico, los tomos que participan son tan distintos que ganan o pierden uno o ms electrones para formar iones con carga opuesta. El enlace se debe a las atracciones entre los iones. En el enlace covalente dos tomos idnticos comparten electrones de manera igual. La formacin del enlace se debe a la atraccin mutua de los dos ncleos hacia los electrones compartidos. Entre estos extremos se encuentran casos intermedios en los cuales los tomos no son tan distintos que ganen o pierdan electrones en su totalidad, pero son bastante distintos para que haya un compartimiento desigual de electrones y se forme lo que se conoce como enlace covalente polar. La molcula de fluoruro de hidrgeno (HF) contiene este tipo de enlace en el cual existe la siguiente distribucin de carga:

En donde la letra griega (delta) indica una carga parcial o fraccionaria.A.26. Explica la polaridad de los enlaces en la molcula de agua, H2O y en la de HClC.26. La explicacin ms lgica para el desarrollo de la polaridad del enlace (la carga parcial positiva y negativa sobre los tomos en molculas como HCl) es que los electrones de los enlaces no se comparten de igual manera. Por ejemplo la polaridad de la molcula HCl se explica suponiendo que el tomo de cloro tiene una atraccin ms fuerte que al tomo de hidrgeno hacia los electrones que se comparten.

a) Distribucin de la carga en la molcula de agua b) distribucin de la carga en la molcula de cloruro de hidrgeno

Como la polaridad del enlace tiene implicaciones qumicas importantes es conveniente asignar un nmero para indicar la capacidad del tomo para atraer a los electrones compartidos, o bien sealarlo con una flecha cuya punta est dirigida hacia el centro de carga negativa.A.27. Discute en tu grupo qu diferencia hay entre enlace inico y enlace covalente. Qu diferencias presentan estos tipos de enlace respecto a la electronegatividad y la polaridad?C.27. Como una actividad de recapitulacin, es conveniente que los estudiantes realicen la comparacin entre estos tipos de enlaces y determinen las relaciones de cada uno con los conceptos de electronegatividad y polaridad.

7.2. Enlace covalente mltipleA.28. El hidrgeno, oxgeno y nitrgeno existen en su estado libre como molculas diatmicas. Escribe la estructura de Lewis para cada molcula e identifica el tipo de enlace formado en cada caso y la cantidad de electrones compartidos.C.28.Hasta ahora hemos analizado la formacin de enlaces sencillos, es decir aquellos en que se comparten un solo par de electrones entre los tomos, como en el hidrgeno. Alguno elementos del sistema peridico tienen la particularidad de poder establecer uniones covalentes en las que se comparten varios electrones formndose enlaces covalentes mltiples. Este es el caso, por ejemplo, de las molculas de oxgeno y nitrgeno. En efecto, el oxgeno es un elemento que se encuentra en la sexta columna del sistema peridico por lo que tiene seis electrones de valencia y le faltan dos para completar el octeto.

La formacin de la molcula de O2, se puede explicar as por la comparticin de dos electrones de valencia aportados por cada tomo formndose un enlace covalente doble entre los tomos de oxgenoA.29. Dibuja una posible estructura de Lewis para el dixido de carbono (CO2).C.29. Lo inicial ser encontrar la forma de ordenar los 16 electrones disponibles (4 del carbono y 6 de cada oxgeno) de manera que cada tomo tenga un octeto. Esto conducir al estudiante a tres posibles estructuras que satisfacen la condicin:

7.3. Cmo se forma un enlace covalente coordinado?Cuando el par de electrones compartidos pertenece solo a uno de los tomos se presenta un enlace covalente coordinado o dativo. El tomo que aporta el par de electrones se llama donador y el que los recibe receptor o aceptor.

El donador ser siempre el elemento menos electronegativo, tal como se muestra en el ejemplo entre el oxgeno y el azufre, que puede dar lugar a las molculas correspondientes a distintos xidos de azufre. Este enlace una vez formado no se diferencia para nada del enlace covalente normal. Sin embargo debido a cmo se origina se le puede denominar enlace covalente dativo o coordinado. Conviene tener en cuenta que no siempre las molculas que tericamente se podran formar utilizando este tipo de enlace, existen en la realidad, ya que en ello intervienen tambin otros factores que aqu no hemos tenido en cuenta, como por ejemplo, el tamao de los tomos que van a enlazarse y la propia geometra o forma de las molculas.A.30. A partir de la utilizacin del enlace covalente coordinado justifica las frmulas de los siguientes compuestos: N2O5 ; y Cl2O3 .C.30. En el enlace covalente coordinado el tomo que aporta electrones adquiere carga ligeramente positiva, mientras que el que recibe adquiere carga ligeramente negativa. El enlace qumico se debe en gran medida a la diferencia de electronegatividad de los elementos que forman enlace.

7.4. Conductividad del enlace covalenteLa falta de conductividad en estas sustancias se puede explicar porque los electrones de enlace estn fuertemente localizados atrados por los dos ncleos de los tomos enlazados. La misma explicacin se puede dar para las disoluciones de estas sustancias en disolventes del tipo del benceno, donde se encuentran las molculas individuales sin carga neta movindose en la disolucin. Dada la elevada energa necesaria para romper un enlace covalente, es de esperar un elevado punto de fusin cuando los tomos unidos extiendan sus enlaces en las tres direcciones del espacio como sucede en el diamante; no obstante, cuando el nmero de enlaces es limitado como sucede en la mayor parte de las sustancias (oxgeno, hidrgeno, amonaco, etc.) con enlaces covalentes, al quedar saturados los tomos enlazados en la molcula, la interaccin entre molculas que se tratar ms adelante, ser dbil, lo que justifica que con frecuencia estas sustancias se encuentren en estado gaseoso a temperatura y presin ordinarias y que sus puntos de fusin y ebullicin sean bajos.A.31. El enlace covalente, qu propiedades da a un compuesto? Disea un experimento que te permita identificar esas propiedadesA.32. A partir del modelo establecido para el enlace covalente, justifica las propiedades ms caractersticas de estos compuestosC.31. y C.32. El modelo de enlace covalente que hemos construido es una simplificacin que no permite responder a ciertas preguntas como, por ejemplo, la forma que tienen muchas molculas (por qu en el diamante los tomos de carbono se unen formando tetraedros, por qu la molcula de agua no es lineal, etc.). El estudio de estas cuestiones se realizar en cursos posteriores de qumica.

8. Enlace metlicoPor ltimo estudiaremos el enlace metlico, su importancia la podemos ver en el hecho de que las 3/4 partes de elementos del sistema peridico son metales. El papel que estas sustancias han tenido en el desarrollo de la humanidad es tan importante que incluso se distingue entre la edad de piedra, la edad del bronce y la del hierro. De los 90 elementos que se presentan en la naturaleza algunos metales como el sodio y el magnesio, pueden extraerse de los ocanos donde se encuentran disueltos. Los dems metales se suelen obtener a partir de depsitos minerales que se hallan encima o debajo de la superficie terrestre. Algunos metales son tan poco reactivos que es posible encontrarlos directamente en forma elemental, este es el caso del oro, la plata y el platino. Otros se encuentran formando parte de distintos compuestos qumicos. En general presentan propiedades muy peculiares que los han diferenciado desde hace siglos de las restantes sustancias, tales como: ser excelentes conductores del calor y la electricidad en estado slido, ser fcilmente deformables (lo que permite trabajarlos y fabricar con ellos objetos de distintas formas). Por otra parte suelen presentarse como slidos de dureza variable, con muy diversos puntos de fusin y ebullicin (el galio, por ejemplo, funde a 2978 mientras que otro metal, el tantalio, lo hace a casi 3000).A. 33. Qu implicaciones tuvo para la humanidad el descubrimiento de metales como el cobre y el hierro y la puesta a punto de tcnicas adecuadas para extraerlos y trabajarlos?C.33. Con este tipo de actividades propiciamos la contextualizacin del tema, el estudiante se ve obligado a meditar sobre las implicaciones que ha tenido este estudio en el transcurso de la historia de la humanidad. En primer lugar podemos referirnos a la sustitucin de herramientas y armas de piedra por otras de cobre. 3000 aos antes de nuestra era, los sumerios saban obtener cobre y alearlo con estao para fabricar bronce. Posteriormente, cuando se dispuso de la tecnologa adecuada, el bronce fue sustituido en muchos casos por el hierro. Las flechas y lanzas con puntas de hierro, supusieron una mejora en el rendimiento de la caza. Tambin la invencin del arado de hierro (unos 1000 aos antes de nuestra era), cambi de forma espectacular la agricultura. As mismo, las llantas metlicas colocadas en las ruedas de los carromatos o las simples herraduras de los caballos, dieron lugar a mejoras importantes en los primeros medios de transporte terrestre. Herramientas de hierro como martillos, clavos, sierras, etc., contribuyeron tambin de forma decisiva a la construccin de viviendas. La capacidad de los metales en general para ser moldeados en diferentes formas, permiti la elaboracin de diversos recipientes de gran utilidad en la alimentacin: ollas, platos, cucharas, cacerolas, etc., o la construccin de elementos de proteccin como las armaduras, escudos, cascos, mallas, etc. El descubrimiento de que el hierro poda mejorar muchas de sus propiedades al aadirle una cierta cantidad de carbn vegetal (acero), fue tambin un hito importante en la utilizacin de los metales.

A partir del siglo XVIII el desarrollo de la mquina de vapor y de los motores de explosin, suponen un enorme desarrollo de la industria siderrgica, al tener que fabricar vas de ferrocarril, puentes, trenes, automviles, barcos, monumentos, etc. Otra propiedad general de los metales, como es su capacidad para conducir la corriente en estado slido, permiti ms tarde transportar energa elctrica de unos lugares a otros utilizando largos cables de cobre. Sin ello no hubiera sido posible la electrificacin de ciudades y pueblos. Otros metales muy importantes son los llamados metales preciosos como la plata y el oro, usados desde la antigedad en la fabricacin de joyas y de monedas.Tampoco podemos olvidar la utilizacin cada vez mayor de ciertos metales que tienen propiedades muy especficas, como los ejemplos que, en orden aleatorio, se citan a continuacin: El aluminio en la construccin de diversos vehculos y en la industria de la construccin en general, por su baja densidad y resistencia a la corrosin. El calcio es un metal que forma parte de los huesos y dientes. La luz emitida por algunos metales, como el sodio y el mercurio, en estado de vapor e incandescentes se utiliza en iluminacin de casa y ciudades. Metales como el cinc, el cadmio y el mercurio, se utilizan en la fabricacin de pilas elctricas. Uno de los usos del plomo, es como barrera frente a radiaciones (as las personas que trabajan con aparatos de rayos X se protegen con delantales y guantes de plomo), etc.Desde el punto de vista electrnico los tomos de los metales se caracterizan por tener pocos electrones de valencia. Adems dichos electrones tienen mucha facilidad para moverse en el nivel de energa en el que se encuentran (nivel ms externo) lo cual podemos interpretar (en una primera aproximacin) como una consecuencia de que ste se encuentre tan vaco.Si tomamos como ejemplo el tomo de sodio, podemos plantearnos el problema de cmo explicar la existencia de un cristal de sodio metlico. Si intentamos aplicar el concepto de enlace covalente desarrollado en el punto anterior, nos encontramos con una dificultad: cada tomo de sodio, en su nivel de energa ms externo, slo tiene un electrn por lo que le faltaran 7 ms para completar su octeto. A.34. Utilice las ideas expuestas sobre los electrones de valencia de los metales para tratar de justificar las uniones entre tomos metlicos de sodio.C.34. En principio podemos pensar en la comparticin de 8 electrones aportados por otros tantos tomos de sodio. Dichos electrones debido a su gran movilidad formaran una especie de nube electrnica comn a 8 cationes Na+ y esto se extendera en las tres direcciones del espacio con todos los restantes tomos del metal. La idea anterior se puede aplicar a cualquier metal que podra entenderse as como una red de iones positivos vibrando en torno a una posicin de equilibrio, en cuyo interior habra una nube colectiva de electrones de valencia con gran libertad de movimientos, la cual actuara como elemento de unin entre los iones positivos. Esta es precisamente una de las caractersticas fundamentales del enlace metlico: la deslocalizacin de los electrones de valencia

A.35. Justifique de acuerdo con el modelo propuesto algunas de las propiedades de los metales.C.35. La conductividad elctrica de los metales puede explicarse debido a la gran movilidad de los electrones de valencia. El hecho de que un cable metlico se caliente cuando conduce la corriente elctrica se debera, segn el modelo propuesto, a las interacciones entre los iones positivos de la red (en continua vibracin) y los electrones que constituyen la corriente, lo cual hace que cuando se disminuye mucho la temperatura de un metal y los iones positivos de la red reducen la amplitud de sus vibraciones, la resistencia al paso de la corriente (desplazamiento de los electrones de valencia de un punto a otro) pueda disminuir de forma muy significativa.

Existen muchos metales para los que la resistencia al paso de la corriente es prcticamente nula por debajo de una temperatura determinada (temperatura crtica). Este fenmeno se llama superconductividad y fue descubierto en 1911 por el fsico holands H. Kamerling Onnes. As, por ejemplo, la temperatura crtica del mercurio es de -268.8C. De hecho se han observado corrientes elctricas en anillos metlicos superconductores que se han mantenido durante aos sin prdidas aparentes. Naturalmente es preciso gastar energa en mantener el anillo a la temperatura adecuada. En la actualidad se est investigando intensamente en la obtencin de materiales que presenten superconductividad a temperaturas ms altas. Una de las lneas de investigacin es trabajar con unos nuevos materiales que tienen xido de cobre en su composicin (cupratos). De momento el rcord se obtuvo en 1993 con una temperatura crtica de -138CSi se consiguiera fabricar materiales que presentaran el fenmeno de la superconductividad a temperatura ambiente ocurrira una verdadera revolucin ya que se podra transportar la corriente elctrica sin sufrir apenas ninguna prdida de energa, las mquinas elctricas trabajaran ms rpido y sin calentarse con un consumo de energa mucho menor (casi el 15 % de la factura de electricidad proviene de prdidas debidas a la resistencia elctrica), la contaminacin atmosfrica disminuira, se podran crear campos magnticos muy potentes.A.36. Discute en tu grupo: Por qu un trozo de sal comn es frgil y se puede romper fcilmente cuando se le somete a una fuerza y no ocurre lo mismo con un trozo de metal que se deforma antes de romperse?C.36. El modelo establecido para explicar el enlace metlico tambin es coherente con otras propiedades caractersticas de los metales como, por ejemplo, la posibilidad de deformacin sin que se produzca la rotura del cristal (como ocurre en los slidos inicos) ya que la deformacin del cristal supone nicamente un desplazamiento de los planos de la red que conduce a una nueva situacin que apenas se diferencia en nada de la anterior. En las figuras siguientes se pueden diferenciar de forma simple estos fenmenos:

(Comparacin entre el comportamiento de un slido metlico y otro inico cuando se someten a una fuerza)Anlogamente el hecho de que los metales sean mucho mejor conductores del calor que materiales como la madera o el corcho blanco, se puede explicar tambin por la facilidad con que en los primeros se pueden mover los electrones de valencia y pueden vibrar los restos atmicos positivos. Todos hemos notado alguna vez lo bien que un metal transmite el calor cuando, por ejemplo, tocamos un objeto metlico que ha estado expuesto un tiempo al sol. La sensacin es muy distinta que si tocamos un objeto de madera (igualmente expuesto) el cual nos parece que est a menor temperatura porque transmite mucho peor el calor a nuestra piel. Es por eso que los metales son muy malos aislantes trmicos.A.37. Justifica, razonadamente, por qu se ha prohibido el uso de pinturas, crayones y otros materiales que contengan plomo en sus estructuras?C.37. Con esta actividad tratamos de que la informacin suministrada a los estudiantes no parezca que es solo para aprobar un tema, sino que le ayuda a comprender mejor su entorno, en este caso ser inducido a razonar sobre las caracterstica de este metal y sus enlaces y llegarn a la conclusin de que por la facilidad que tienen estos tomos enlazados para desplazarse sin romper el cristal garantiza su permanencia en los organismos humanos, como en efecto sucede, el plomo se acumula en la sangre produciendo muerte por envenenamiento con plomo.

9. Fuerzas intermolecularesLos tomos al unirse mediante enlaces covalentes pueden formar molculas. As, por ejemplo, sabemos que cuando el hidrgeno reacciona con el oxgeno se obtiene agua y que cada molcula de agua est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno unidos mediante enlaces covalentes. Sin embargo el agua es una sustancia que adems de encontrarse en estado gaseoso puede ser lquida o slida (hielo), de modo que se nos plantea la cuestin de cul es el mecanismo mediante el que las molculas de agua se unen entre s, ya que si no existiera ninguna fuerza de enlace entre ellas el agua siempre se encontrara en estado gaseoso. El mismo tipo de razonamientos podra hacerse para el caso de otras sustancias covalentes como por ejemplo, el I2, que en condiciones ordinarias se encuentra en estado slido. Por otra parte, sabemos que muchas sustancias covalentes que a temperatura y presin ambientales se hallan es estado gaseoso, cuando se baja la temperatura lo suficiente pueden licuarse o solidificarse. De esta forma se puede obtener, por ejemplo, dixido de azufre slido enfriando SO2 a una temperatura inferior a -76C. Cmo se unen entonces las molculas? A continuacin abordaremos este problema.Como ya hemos sealado, las fuerzas de atraccin entre molculas (monoatmicas o poliatmicas) sin carga neta se conocen con el nombre de fuerzas intermoleculares o fuerzas de van der Waals. Dichas fuerzas pueden dividirse en tres grandes grupos: las debidas a la existencia de dipolos permanentes, las de enlace de hidrgeno y las debidas a fenmenos de polarizacin transitoria (fuerzas de London). A continuacin realizaremos un estudio elemental de cada uno de dichos grupos.9.1. Atraccin entre dipolo y dipoloExisten gases cuyas molculas estn formadas por tomos que tienen diferente electronegatividad (enlace covalente polar) y que se hallan dispuestos de forma que en la molcula existen zonas con mayor densidad de electrones que otras (polo negativo y positivo respectivamente). Este es el caso, por ejemplo, de los gases fluoruro de hidrgeno (HF), cloruro de hidrgeno (HCl), bromuro de hidrgeno (HBr) y ioduro de hidrgeno (HI). Anteriormente ya hemos representado algunas de estas molculas.A.38. Tanto el gas noble criptn (Kr) como el bromuro de hidrgeno son dos sustancias que en condiciones ordinarias se encuentran en estado gaseoso. Ambos gases estn formados por molculas con el mismo nmero de electrones y que son, aproximadamente, de la misma masa. Sin embargo, el bromuro de hidrgeno en estado lquido hierve a una temperatura 85C ms alta que el criptn. A qu puede deberse este hecho?C.38. Si reflexionamos sobre lo que se demanda en la actividad anterior nos podemos dar cuenta que las molculas de bromuro de hidrgeno consisten en un tomo de hidrgeno enlazado con otro ms electronegativo que l. Ello hace que los electrones del enlace covalente pasen ms tiempo cerca del tomo de bromo que del hidrgeno (aunque sin dejar de pertenecer a ambos). Como resultado, se produce una zona con mayor densidad de carga negativa en el tomo de bromo y otra zona con un defecto de carga negativa en el tomo de hidrgeno, formndose as un dipolo permanente. Entre los polos de distinto signo se establecern fuerzas elctricas atractivas. Este fenmeno no ocurre en el criptn, que est formado por molculas monoatmicas en las que no existe ningn dipolo permanente. Esta diferencia sera la responsable de que el bromuro de hidrgeno hierva a una temperatura sensiblemente mayor que el criptn.

9.2. Enlace de hidrgenoAnteriormente hemos estudiado el enlace covalente polar en el que hemos visto que en la molcula se forman dos zonas claramente diferenciadas, una con un exceso de carga negativa (la correspondiente al tomo ms electronegativo) y otra con un defecto de carga negativa (la correspondiente al tomo menos electronegativo). Un caso de polaridad especialmente interesante es el que corresponde a molculas tales como por ejemplo H2O, HF o NH3 en las que los tomos de hidrgeno se hallan unidos a otros tomos mucho ms electronegativos. A.39. Proponga una posible explicacin que explique cmo es posible que se unan las molculas de agua entre s para formar agua lquida o slida.C.39. En el agua el tomo de hidrgeno est unido con el de un elemento bastante ms electronegativo como es el oxgeno. Dada la pequeez del tomo de hidrgeno (es el tomo ms pequeo) y la ausencia de electrones que protejan su ncleo (el tomo de hidrgeno tiene slo un electrn), la molcula ser muy polar, lo cual implica la posibilidad de que se unan unas con otras mediante fuerzas de tipo elctrico entre polos de distinto signo tal y como se indica esquemticamente a continuacin:

El enlace anterior entre el oxgeno y el hidrgeno de molculas de agua distintas (representado aqu por una lnea punteada) recibe el nombre de enlace de hidrgeno. Un enlace de hidrgeno es una unin de tipo intermolecular generada por un tomo de hidrgeno que se halla entre dos tomos fuertemente electronegativos. De hecho slo los tomos de F, O y N tienen la electronegatividad y condiciones necesarias para intervenir en un enlace de hidrgeno. La clave de la formacin del enlace de hidrgeno es el carcter fuertemente polar del enlace covalente entre el hidrgeno H y otro tomo (por ejemplo O). La carga parcial positiva originada en el tomo de hidrgeno atrae a los electrones del tomo de oxgeno de una molcula vecina. Dicha atraccin se ve favorecida cuando ese otro tomo es tan electronegativo que tiene una elevada carga parcial negativa. El hidrgeno es el nico tomo capaz de formar este tipo de enlace porque al ser tan pequeo permite que los otros tomos ms electronegativos de las molculas vecinas puedan aproximarse lo suficiente a l como para que la fuerza de atraccin sea bastante intensa. Este tipo de enlace intermolecular es el responsable, por ejemplo, de la existencia de ocanos de agua lquida en nuestro planeta. Si no existiera, el agua se encontrara en forma de vapor. A.40. El punto de ebullicin del agua lquida (a 1 atmsfera de presin) es de 100C mientras que el amoniaco lquido hierve a -60,1C. A qu puede deberse esta diferencia?C.40. Tanto el tomo de azufre como el de oxgeno son ms electronegativos que el tomo de hidrgeno. Sin embargo, el tomo de oxgeno es ms electronegativo que el de nitrgeno (slo el tomo de flor supera al de oxgeno en electronegatividad). As pues, en el caso del agua el par de electrones de enlace estar muy atrado por el oxgeno (ms que en el caso del NH3), con lo que el tomo de hidrgeno quedar casi desnudo de carga negativa constituyendo un polo positivo muy intenso de forma que la atraccin con el oxgeno de una molcula de agua vecina ser muy intensa (ms que en el caso del amoniaco).

A.41. En el agua en estado slido (hielo) existe un gran nmero de enlaces de hidrgeno entre molculas de agua. Ello hace que el hielo presente una estructura muy abierta (a). Sin embargo, cuando se aumenta la temperatura y pasa a la forma lquida algunos de esos enlaces se rompen (aunque se conservan todava bastantes) y por eso el agua lquida (b) es ms compacta (ms densa) que el hielo.

Qu importancia tiene este hecho para la vida en los lagos y en el relieve de las altas montaas?9.3. Fuerzas de LondonA.42. El enlace entre molculas polares se puede comprender con bastante facilidad (fuerzas de atraccin elctrica entre dipolos), pero qu tipo de fuerzas puede mantener unidas a molculas que no son polares, como, por ejemplo ocurre en el caso del helio slido?C.42. En este caso hemos de pensar en la formacin de dipolos transitorios inducidos. Para mayor simplicidad, supongamos que una molcula monoatmica de helio se acerca bastante a otra. En ese caso, debido al movimiento de los electrones, aunque la molcula sea neutra, se pueden producir en momentos determinados zonas de la molcula con mayor densidad de electrones que otras, es decir, las molculas pueden tener a veces polaridad elctrica. De acuerdo con esta idea, podemos pensar en el tomo de helio no polar como un tomo en el que los electrones se encuentran en los lados opuestos del ncleo y alineados con el mismo (a). En todas las dems posiciones los tomos de helio presentarn una cierta polaridad debido a que el centro de la carga negativa no coincidir con el de la positiva (b).

Si dos tomos de helio convenientemente polarizados y orientados se acercan el uno al otro lo suficiente, la fuerza de atraccin elctrica puede ser lo bastante intensa como para que se produzcan uniones intermoleculares (c). Esto se puede conseguirse bajando mucho la temperatura con lo que el movimiento es ms lento. Una molcula polarizada puede incluso polarizar a otra vecina a ella que no lo est (inducir un dipolo). Este tipo de fuerzas entre molculas se denominan especficamente fuerzas de London. En la mayora de los casos se trata de fuerzas muy dbiles, aunque van aumentando con el tamao molecular porque los tomos grandes al tener ms electrones se pueden deformar con mayor facilidad. As, el yodo a temperatura ambiente se puede presentar en forma de cristales de color violeta formados por la unin por fuerzas de London de molculas de I2.

10. RecapitulacinConociendo, de manera general, cules son los tipos de uniones ms frecuentes que se dan entre los tomos, los mecanismos que rigen estos procesos y sabiendo de la existencia de excepciones y por supuesto del trabajo y dedicacin que cost a los hombres y mujeres de ciencia alcanzar estas conclusiones, que dicho sea de paso, pueden no ser definitivas, damos por terminada esta unidad. Ms adelante centraremos nuestra atencin en conocer cmo se ha logrado unificar criterios para dar nombre a los compuestos que se derivan de las diferentes uniones atmicas.A.43. Presenta un cuadro comparativo con el resultado de la investigacin de las propiedades caractersticas que tienen algunos compuestos segn el tipo de enlace que presentan en su estructuracin.A.44. Elabora un mapa de conceptos que muestre con claridad las relaciones existentes entre el concepto, tipos, caractersticas y aplicaciones del enlace qumico.A.45.: Realiza una evaluacin grupal sobre la importancia del tema y el papel de los participantes y el facilitador en el desarrollo del mismo.C.43., C.44. y C.45. Con las actividades de recapitulacin el estudiante acenta los conceptos, sus interrelaciones y la elaboracin y presentacin de informes mediante instrumentos adecuados; con la ltima actividad favoreceremos la auto y la coevaluacin que nos servirn de base para realizar los correctivos necesarios que nos ayuden a llevar el tema a una mayor contextualizacin en la sociedad.

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