Practica1 Enlaces(maestra sahagún)

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

INGENIERÍA EN COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA

LABORATORIO DE QUIMICA

Practica 1: Enlaces

1CM10 Equipo 6

Barrera Magadan Luis Antonio

Bravo Fonseca Carlos Enrique

Peña Gonzales Brian Armando

López Piña José Rodolfo

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESIME ZACATENCO

COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA 25 de septiembre de 2015 Arcelia Sahagún Victorino

Objetivo……………………………………………………..3

Consideraciones Teóricas………………………………..3

Material y Reactivos………………………………………9

Desarrollo Experimental………………………………….10

Cuestionario……………………………………………….13

Observaciones…………………………………………….18

Conclusiones………………………………………………19

Bibliografia………………………………………………....21

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COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA

OBJETIVO:

El alumno identificará el tipo de enlace que forman los átomos al unirse y formar moléculas, de acuerdo a las propiedades características que presentan.

CONSIDERACIONES TEORICAS:

• Regla del octeto

La regla del octeto, propuesta por Walter Kossel y Gilbert N. Lewis en 1916, establece que al formarse un enlace químico los átomos ganan, pierden o comparten electrones para lograr una estructura electrónica estable similar a la de un gas noble. Esta regla se basa en el hecho de que todos los gases son nobles (tienen 8 electrones).

Lewis descubrió una forma sencilla y más cómoda de mostrar los electrones de Valencia a esta estructura se le conoce como estructura de Lewis o de puntos por electrones.

El cual consiste en marcar el núcleo del átomo con el símbolo del elemento y a su alrededor situar puntos representativos de los electrones de valencia siendo estos los electrones del último orbital los cuales servirán para generar el enlace, al compartir el electrón entre los elementos, de esta forma se cumple con la regla del octeto.

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• Enlace

Un enlace químico es la fuerza que mantiene unidos a los para formar moléculas o formar sistemas cristalinos (iónicos, metálicos o covalentes) y moléculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia (sólido y líquido), dicha fuerza es de naturaleza electromagnética (eléctrica y magnética). Existen tres tipos de enlace:

1. Enlace iónico o electrovalente

2. Enlace covalente

3. Enlace covalente coordinado

• Enlace iónico Se llama enlace iónico aquel que ocurre por transferencia de electrones entre átomos con diferencia de electronegatividad mayor a 1.7, el elemento más electronegativo acepta los electrones del menos electronegativo para completar su octeto.

El enlace iónico es común entre metales de los grupos (IA) y (IIA) con los no metales de los grupos (AVI) y (VIIA), lo podemos representar con configuraciones electrónicas, modelos de Bohr o estructura de cargas.

Ejemplo: KF

19K 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6 4s1

9F 1s2, 2s2, 2p7

La diferencia de electronegatividad es = 4.0 – 0.9 = 3.1 > 1.7 por lo tanto, habrá enlace iónico.

El K cede 1 electrón al F, quedan ambos iones con 8 electrones en el último nivel.

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• Características de los compuestos con enlace iónico

a) Están formados por iones (+) y (-); metales y no metales. b) Son sólidos, la mayoría con estructura ordenada o en forma de

cristales. c) Poseen elevado punto de fusión y ebullición d) Son duros, frágiles y buenos conductores de calor y electricidad. e) En estado de fusión o disueltos en agua son buenos conductores

de la electricidad. f) Solubles en agua y en disolventes polares.

• Enlaces covalentes Son las fuerzas generadas entre átomos por compartición de pares de electrones, esto se debe a una deformación de los orbitales externos, la diferencia de electronegatividades (≠EN) entre ellos es menor o igual a 1.7 , son comunes entre no metales. Por la forma en que puede darse la covalencia los enlaces se clasifican en:

No polares # EN=0. Polares, 0<# EN< 1.7 Coordinados, 0< EN< 1.7

• Enlace covalente no polar Este enlace ocurre entre átomos cuya diferencia de electronegatividad es igual a cero, en este caso la tendencia de los átomos para atraer electrones hacia su núcleo es igual, por lo tanto, el momento dipolar es cero. Por la cantidad de electrones de valencia de los átomos y su tendencia para completar 8 electrones estos pueden compartir 1, 2 o 3 pares de electrones generando los llamados enlaces simples, dobles y triples.

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• Enlace covalente no polar simple

Este enlace se lleva a cabo en átomos que requieren de (1 e-) para completar su octeto por ejemplo; hidrógeno (H2), flúor (F2), cloro (Cl2), yodo (I2) y bromo (Br2).

Los enlaces covalentes se representan con configuraciones electrónicas y con modelos o estructuras de Lewis. Los enlaces covalentes también se pueden representar mediante diagramas de orbitales moleculares, éstos se forman por la combinación de orbitales s, p, d, puros o híbridos, los cuales se detallan más adelante.

Entre dos átomos que presentan más de un enlace covalente, el primero de ellos es un enlace frontal de mayor energía y se llama enlace sigma (σ); los demás son enlaces perpendiculares o laterales, de menor energía y se llaman enlaces pi (π).

• Enlace covalente no polar doble

Representación del enlace covalente no polar doble en la molécula de oxígeno con estructuras de Lewis y diagrama de orbitales, en éste último se observan los enlaces sigma (σ) y pi (π).

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• Enlace covalente no polar triple

Los elementos que pueden presentar este enlace son los del grupo (VA), los cuales para completar su octeto necesitan compartir tres electrones. También ocurre entre átomos de carbono (C), en los compuestos llamados alquinos. El ejemplo típico es el (N), para que complete ocho electrones, un átomo comparte con otro 3 pares de electrones formando un enlace sigma (σ) y 2 enlaces (π) es decir, un enlace covalente triple.

• Enlace covalente polar

Se presenta cuando los átomos tienen 0 < ≠EN < 1.7 en este caso, el momento dipolar* ya no es cero (µ ≠ 0), pues el átomo más electronegativo atraerá el par de electrones enlazantes con más fuerza, esto significa que ese par girará durante más tiempo alrededor del núcleo más electronegativo, polarizando parcialmente la molécula. La medición de los momentos dipolares proporciona una evidencia experimental de que existe desplazamiento electrónico en los enlaces y distribución asimétrica de electrones en las moléculas. La magnitud del momento dipolar depende de la electronegatividad. Algunos científicos consideran que un enlace es covalente cuando la ≠ EN < 1.9 debido al enlace entre H y F, ya que estos son dos elementos no metálicos.

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• Enlace covalente coordinado

Este enlace se presenta cuando uno de los átomos cede el par de electrones que comparten entre dos, el otro átomo sólo aporta su orbital vacío para acomodarlos.

Propiedades de las sustancias con enlace covalente.

a) Tienen gran variedad de puntos de fusión y ebullición. b) Son aislantes térmicos y eléctricos. c) Algunos son antiadherentes. d) Sus moléculas tienen forma geométrica definida. e) Existen en los tres estados de agregación: sólidos, líquidos y

gaseosos. f) Algunos tienen actividad química media y otros elevada. g) Los polares son solubles en disolventes polares, los no polares

son

h) Solubles en compuestos no polares.

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REACTIVOS Soluciones a 30 g/L de:

a) Cloruro de sodio

b) Nitrato de Potasio

c) Azúcar

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MATERIAL

2 vasos de precipitados de 100 cm³

2 Electrodos de cobre

1 Portalámparas

1 Lámpara incandescente

2 Extensiones con caimanes

1 Cápsula de porcelana

1 Pinza para cápsula

1 Mechero, anillo y tela de alambre



Soluciones al 50% volumen de:

a) Ácido Clorhídrico

b) Ácido Acético

c) Alcohol

d) Tetracloruro de Carbono

e) Cloruro de Sodio

f) Azúcar

DESARROLLO EXPERIMENTAL

PROCEDIMIENTO A.

1. Marque los vasos limpios de 100 cm³, con una etiqueta,

indicando cada una de las siguientes soluciones: NaCl; KNO₃; C₁₂H₂₂O₁₁; HCl; CH₃COOH; C₂H₅OH; CCl₄ respectivamente, vierta en cada uno aproximadamente 20 cm³ de la solución

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COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA respectivamente. En el vaso sin solución vierta aproximadamente 30 cm³ de agua destilada.

2. Monte el circuito como se indica, colocando inicialmente los electrodos en el vaso que contiene el agua, con el objetivo de limpiarlos.

3. Pruebe el circuito poniendo en contacto los dos electrodos fuera del agua; sí la lámpara incandescente enciende, continúe, en caso contrario, revise el circuito.

4. A continuación introduzca los electrodos en la solución de NaCl, anote si enciende o no.

5. Retire los electrodos de las solución NaCl, introdúzcalos en el vaso con agua para enjuagarlos y séquelos.

6. Repita el paso 4 y 5 para cada una de las sustancias, anotando si enciendo o no.

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PROCEDIMIENTO B:

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COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA 1. Coloque una pequeña cantidad de Azúcar en la

cápsula de porcelana y caliente hasta la fusión, y tome el tiempo aproximado que se requirió.

2. Deje enfriar la capsula, límpiela calentando con agua, déjela enfriar, séquela y a continuación sobre la misma unos cuantos gramos de sal (NaCl).

3. Caliente la capsula con sal por un tiempo similar al requerido por el azúcar para fundirse. Observe cual se funde más rápido.

CUESTIONARIO

PROCEDIMIENTO A:

SoluciónNaCl CH₃COOH C

₁₂H₂₂O₁₁HCl KNO₃ C₂H₃OH CCl₄

¿Encendio la lámpara?

Si No No Si Si No No

Tipo de enlace Iónico Covalente Covalente Iónico Iónico Covalente Covalente

Justificacion porElectronegatividad

>1.7 >1.7 <1.7 >1.7 >1.7 <1.7 <1.7

PROCEDIMIENTO B:

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COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA ¿Qué sustancia funde más rápido y qué carácter de enlace predomina?

La Azúcar es la sustancia que más rápido se fundió porque el NaCl tiene un punto de fusión muy alto, a 800.8 grados Celsius o 1473.4 grados Fahrenheit. A esta temperatura, el NaCl se convierte en un líquido. El punto de ebullición de este mineral es aún más alto: 1465 grados Celsius, o 2669 grados Fahrenheit; a esta temperatura, la sal líquida se convierte en vapor. De esta manera se puede observar que la sal puede absorber cantidades enormes de calor antes de sufrir un cambio de fase: de sólido se convierte a líquido y de líquido a vapor.

¿En la otra sustancia cual es el carácter de enlace que predomina?

Es el enlace ionico porque los átomos de cloro (Cl) tienen tendencia a aceptar un electrón y los átomos de sodio (Na) tienen tendencia a dar un electrón. De esta manera cuando se encuentran el cloro y el sodio, el cloro acepta el electrón que el sodio cede, los dos se unen para formar una molécula, el Cloruro Sodico (NaCl).

¿Hay coherencia entre lo concluido experimentalmente y sus respuestas de la pregunta 4? No

¿Hay alguna excepción? Si

¿Cuál es?

En el caso de Ácido Clorhídrico porque experimentalmente si encendió la lámpara pero teóricamente no debería tener ninguna reacción y por lo tanto no debería de encender la lámpara

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COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA Diferencia de electronegatividad:

Elementos Enlace Operación

Na y Cl Iónico 3.0 – 0.9 = 2.1 > 1.7K y O Iónico 3.5 – 0.8 = 2.7 > 1.7

C Y H Covalente 2.5 – 2.1 = 0.4 < 1.7

Cl y H en el (HCl) Covalente 3.0 – 2.1 = 0.9 < 1.7

C y O covalente 3.5 – 2.5 = 1.0 < 1.7

C y Cl covalente 3.0 – 2.5 = 0.5 < 1.7

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Elemento

ELECTRONEGATIVIDAD

Na 0.9

Cl 3.0

K 0.8

O 3.5

C 2.5

H 2.1


COMUNICACIÓN Y ELECTRONICA Estructuras de Lewis

Cloruro de Sodio (NaCl)

Ácido Acético (CH3COOH)

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Ácido Clorhídrico (HCl)

Nitrato de Potasio (KNO3)

Etanol (C2H5OH)

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Tetracloruro de Carbono (CCl4)

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OBVSERVACIONES:

BRAVO FONSECA CARLOS ENRIQUE:Yo observe algo muy importante, que me llamo la atención fue

cuando probamos con el HCl, porque teóricamente no tuvo que haber conducido corriente, pero si condujo, eso me mando a una confusió, después de investigar entendí que sucede eso porque el Hidrogeno comparte su electrón al Cloro, pero la regla del octeto es diferente para el H, este se cumple con solo dos electrones que le cedan o que le compartan, es por eso que esta sustancia si hubo conductividad.

PEÑA GONZÁLEZ BRIAN ARMANDOAl parecer el enlace iónico presenta una ventaja sobre el

covalente en cuanto a conducción eléctrica, con experimentos como estos se pueden determinar el tipo de enlace de las sustancias por las características que presentan. Estas características dadas por el tipo de enlace le permiten a las sustancias tener un determinado nivel de conducción, puntos de fusión, entre otras características perfectamente razonables conociendo los enlaces.

Con cada una de las soluciones que ocupamos en la practica pudimos observar que el cloruro de sodio (HCl), si es conductor de la energía eléctrica al igual que el (HCl) y el nitrato de potasio (KNO3). Mientras que con las sustancias como el acido acético (CH-COOH), el azúcar (C12H22O11), el alcohol (C2H5-OH) y el tetracloruro de carbono (CCl4) su enlace es de tipo covalente ya que no conduce la corriente eléctrica

LÓPEZ PIÑA JOSÉ RODOLFOEn cada una de las sustancias se pudo observar que presentan

diferentes enlaces como son el enlace ionio y coordinado también se pudo observar en el primer experimento sus propiedades de conductividad eléctrica.

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CONCLUSIONESBRAVO FONSECA CARLOS ENRIQUE

Yo considero que debe ser importante saber los tipos de enlaces, cuales compuestos son iónicos y cuales son covalente porque así sabremos cuales conduce electricidad, esto sería de mucha utilidad en la carrera de ICE, porque en la cual, podremos innovar, crear varias herramientas que la sociedad necesita, y gracias a estos conocimientos de las soluciones, nos puede facilitar y ahorrar muchos costos de producción y evitar lo más posible los errores.

BARRERA MAGADAN LUIS ANTONIOExperimento 1

Yo concluyo que la mayor características que poseen las moléculas que están unidas por un enlace iónico, es que, en su mayoría tienen la capacidad de conducir la corriente eléctrica. También comprobamos que en un enlace covalente, este está formado por solo átomos de la FAMILIA NO METAL, por lo que no es muy buena conductora y lo pudimos comprobar en este experimento.

Experimento 2

Mi conclusión es que la azúcar se fundió ya que posee en su molécula solamente átomos de la familia no metal por lo tanto poseía enlaces covalentes, y de acuerdo a la teoría sobre enlaces covalentes, estos poseen un bajo punto de fusión y al hacer el experimento descubrimos que la azúcar se fundía en un tiempo menor a 3 minutos, es decir, la teoría estaba comprobada. En cuanto la sal, según la teoría, un enlace iónico posee un punto de fusión muy alto y al calentar la sal por el mismo tiempo que la azúcar, no mostro alguno cambio o indicio de fusión, esto concluye que la sal posee un enlace iónico, además de tener un metal y un no metal en su molécula, la teoría también estaba comprobada.

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LÓPEZ PIÑA JOSÉ RODOLFO

Experimento 1 he analizado, que por sus características los enlaces iónicos presentan una mayor conductividad de corriente eléctrica, recordando que en los enlaces iónicos intervienen metales y no metales. Mientras que los enlaces covalentes (unión de no metales) se llegó a la conclusión que no son buenos conductores de corriente eléctrica.

Experimento 2. Analizando el comportamiento de la azúcar he podido llegar a la conclusión de que como es una solución que contiene enlaces covalentes, presenta un punto de fusión muy bajo y por ello se fundió al someterlo a calor por un tiempo determinado. Mientras que la sal no se fundió, podemos deducir que tiene un punto de fusión muy alto por lo tanto es un enlace iónico.

PEÑA GONZÁLEZ BRIAN ARMANDOCuando los átomos forman moléculas o compuestos lo hacen

mediante la unión de electrones generando un enlace químico. Para que los electrones se unan y formen un enlace deben ocupar el mismo orbital. Esto ocurre cuando ambos electrones poseen momentos magnéticos opuestos, de modo que existe una fuerza de atracción magnética. Además, los núcleos (positivos) de los átomos así enlazados ejercen una fuerza de atracción electrostática sobre los electrones (negativos) involucrados en el enlace. Se puede concluir que estos enlaces tienen propiedades muy diferentes, y esta diversidad individualiza nuestro ambiente aunque estas

moléculas sean infinitesimales y gracias a eso forman estructuras muy exóticas, y los enlaces definen estas formas, desde la extraña

molécula del agua y sus cristales únicos hasta el cloruro de sodio, conocida mejor como la sal de mesa y sus cúbicos y simples cristales.

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BIBLIOGRAFIA:

Química General 5° Edición. Mc Murry / Fay Pág. (186-190)

Estructura Atómica y Enlace Atómico Jaume Casabo / Gispert Pág. Capítulo 5 (101-106)

Química básica, Principios y Estructura 2° edición Brady Editorial limusa Pág. (267-284)

Química y reactividad química 6° Edicion Kelt / Treicheli / Weaver pág. Capítulo 9 (906-912)

Química 5° edición William S. Seese / G. William Daub Pág. Capítulo 6 (119-129)

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