QUIMICA I

PRÁCTICA 2

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS Y

COVALENTES

Alumno: Oscar Daniel Govea García

Prof. Cesar Gasca Jacintes

OBJETIVO

El alumno será capaz de identificar experimentalmente a sustancias iónicas y covalentes.

MARCO TEORICO

Los átomos, iones y moléculas se unen entre sí porque al hacerlo se llega a una situación de mínima energía, lo que equivale a decir de máxima estabilidad. Son los electrones más externos, los también llamados electrones de valencia los responsables de esta unión, al igual que de la Estequiometria y geometría de las sustancias químicas. Se tienen los siguientes tipos de enlaces químicos:

• Iónico (entre metal y no metal).

• Covalente (entre no metales).

• Metálico (entre cationes metálicos unidos por el río de e–).

Enlaces Químicos:

Son fuerzas intramoleculares, que mantienen a los átomos unidos en las moléculas. En la visión simplista del enlace localizado, el número de electrones que participan en un enlace (o están localizados en un orbital enlazante), es típicamente un número par de dos, cuatro, o seis, respectivamente. Los números pares son comunes porque las moléculas suelen tener estados energéticos más bajos si los electrones están apareados.

Enlace iónico o Electrovalente

Un enlace iónico es aquel en el que los elementos involucrados aceptan o pierden electrones

(se da entre un catión y un anión) o dicho de otra forma, es aquel en el que un elemento más

electronegativo atrae a los electrones de otro menos electronegativo.3 El enlace iónico implica

la separación en iones positivos y negativos. Las cargas iónicas suelen estar entre -3e a +3e.

1) Se presenta entre los elementos con gran diferencia de electronegatividad (>1.7), es decir

alejados de la tabla periódica: entre metales y no metales. 2) Los compuestos que se forman

son sólidos cristalinos con puntos de fusión elevados. 3) Se da por TRANSFERENCIA de

electrones: un átomo PIERDE y el otro 'GANA' 4) Se forman iones (cationes y aniones)

Estructura cristalina de los compuestos iónicos.

Los iones en los compuestos iónicos se ordenan regularmente en el espacio de la manera más compacta posible. Cada ión se rodea de iones de signo contrario dando lugar a celdas o unidades que se repiten en las tres direcciones del espacio.

Propiedades de los compuestos iónicos.

• Una vez fundidos o en solución acuosa, sí conducen electricidad. En estado sólido no conducen la electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un circuito en lugar del cable, el circuito no funcionará. Así tampoco funcionará una bombilla si utilizamos como parte de un circuito un cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo, la bombilla, del extraño circuito, se encenderá. Esto se debe a que los iones disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su signo) de la pila del circuito y por ello este funciona.

• Son enlaces resultantes de la interacción entre los metales de los grupos I y II y los no metales de los grupos VI y VII.

• Puntos de fusión y ebullición elevados (tanto más cuanto mayor energía reticular), ya que para fundirlos es necesario romper la red cristalina tan estable por la cantidad de uniones atracciones electrostáticas entre iones de distinto signo. Por ello, los compuestos iónicos son sólidos a temperatura ambiente.

• Gran dureza por la misma razón, ya que para rayar un cristal es necesario romper su estructura cristalina.

• Solubilidad en solventes polares puesto que dichos solventes al presentar cargas son capaces de introducirse en la estructura cristalina y estabilizar los iones por atracción ióndipolo. Por la misma razón no son solubles en solventes no polares.

• Conductividad en estado disuelto o fundido ya en dichos estados los iones presentan movilidad y son atraídos hacia los electrodos de signo contrario. Sin embargo, en estado sólido, al estar los iones fijos dentro de la estructura cristalina no conducen la electricidad.

• Fragilidad, pues al golpear ligeramente el cristal produciendo el desplazamiento de tan sólo un átomo, todas las fuerzas que eran atractivas se convierten en repulsivas al enfrentarse dos capas de iones de la misma carga.

Enlace covalente

El enlace covalente polar es intermediado en su carácter entre un enlace covalente y un enlace

iónico. Los átomos enlazados de esta forma tienen carga eléctrica neutra.

Los enlaces covalentes pueden ser simples cuando se comparte un solo par de electrones,

dobles al compartir dos pares de electrones, triples cuando comparten tres pares de electrones,

o cuádruples cuando comparten cuatro pares de electrones.

Los enlaces covalentes no polares se forman entre átomos iguales, no hay variación en el

número de oxidación. Los enlaces covalentes polares se forman con átomos distintos con gran

diferencia de electronegatividades. La molécula es eléctricamente neutra, pero no existe

simetría entre las cargas eléctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser

electropositivo y el otro electronegativo.

En otras palabras, el enlace covalente es la unión entre átomos en donde se da un

compartimiento de electrones, los átomos que forman este tipo de enlace son de carácter no

metálico. Las moléculas que se forman con átomos iguales (mononucleares) presentan un

enlace covalente pero en donde la diferencia de electronegatividades es nula.

Propiedades.

- Temperatura de fusión y ebullición bajas.

- En condiciones ordinales (25 ºC aprox.) pueden ser sólidos, líquidos o gases.

- Son blandos en estado sólido.

- Aislantes de corriente eléctrica y calor.

- Solubilidad. Las moléculas polares son solubles en solventes polares y las no polares son

solubles en solventes no polares (semejante disuelve a semejante).

Además, las sustancias covalentes sólidas también forman redes, semejantes a los

compuestos iónicos.

Polaridad del enlace covalente

Consideremos a los átomos de Hidrógeno, a medida que se aproximan entre sí se van

haciendo notar las fuerzas que atraen a cada electrón al núcleo del otro átomo, hasta que

dichas fuerzas de atracción se llegan a compensar con la repulsión que los electrones sienten

entre sí. En ese punto, la molécula presenta la configuración más estable.

Lo que ha sucedido es que los orbitales de ambos electrones se han solapado, de modo que

ahora es imposible distinguir a qué átomo pertenece cada uno de los electrones.

Sin embargo, cuando los átomos son distintos, los electrones compartidos no serán atraídos

por igual, de modo que estos tenderán a aproximarse hacia el átomo más electronegativo, es

decir, aquel que tenga una mayor apetencia de electrones. Este fenómeno se denomina

polaridad (los átomos con mayor electronegatividad obtienen una polaridad más negativa,

atrayendo los electrones compartidos hacia su núcleo), y resulta en un desplazamiento de las

cargas dentro de la molécula.

Se podría decir que al átomo más electronegativo no le gusta mucho compartir sus

electrones con los demás átomos, y en el caso más extremo, deseará que el electrón le sea

cedido sin condiciones formándose entonces un enlace iónico, de ahí que se diga que los

enlaces covalentes polares tienen, en alguna medida, carácter iónico.

Cuando la diferencia de electronegatividades es nula (dos átomos iguales), el enlace formado

será covalente puro; para una diferencia de electronegatividades de 1,7 el carácter iónico

alcanza ya el 35%, y para una diferencia de 3, será del 49.5%.

Así pues, para diferencias de electronegatividades mayores de 1,7 el enlace será

predominantemente de carácter iónico, como sucede entre el oxígeno o flúor con los elementos

de los grupos 1 y 2; sin embargo, cuando está entre 0 y 1,7 será el carácter covalente el que

predomine, como es el caso del enlace C-H. No obstante, según el químico Raymond Chang,

esta diferencia de electronegatividad entre los átomos debe ser 2,0 o mayor para que el enlace

sea considerado iónico

Tipos de enlace covalente

• Enlace sencillo: se comparten un par de electrones.

• Enlace doble: se comparten dos pares de electrones.

• Enlace triple: se comparten 3 pares de electrones.

• Enlace covalente coordinado, que una vez formado es idéntico a los demás enlaces covalentes.

Se representa con una flecha " → " que parte desde el átomo dador hasta el átomo aceptor.

MATERIAL Y EQUIPO REQUERIDO Y EQUIPO REQUERIDO

• Bata de algodón

• Fotocopia de la práctica.

• Mechero de Bunsen.

• 3 tubos de ensaye.

• 4 pipetas graduadas.

• Báscula.

• Varilla de vidrio (agitador).

• Vaso de precipitados de 300 mililitros.

• Grafito para utilizarlo como ánodo (polo positivo).

• Trozo de Zinc para utilizar como cátodo (polo negativo).

• Dispositivo para Electrólisis (con fuente de poder).

• Amperímetro.

• Papel indicador (tornasol).

• Parrilla

REACTIVOS

• Fenolftaleína (indicador)

• Agua destilada

• Nitrato de plata AgNO3 5%

• Cloruro de Sodio NaCl 10%

• Glucosa C6H12O6 10%

• Etanol C2H5OH 95%

• Acido Nítrico HNO3 1:1

• Hexano C6H14 100%

• Hidróxido de Sodio NaOH 0.1M

Procedimiento A

Tratamiento de sustancias iónicas y covalentes con nitrato de plata.

1. Se marcan los tubos de ensaye del 1 al 3 y se vierten 5 mililitros de agua destilada en los tubos 1 y 2.

2.- Posteriormente se deben añadir al tubo 3 cinco mililitros de etanol.

3. Enseguida 1 mililitro de cloruro de sodio (NaCl al 10%) deberá ser añadido al tubo de ensaye 1, este se deberá agitar hasta que la disolución sea completa.

4.- Después se agregan 0.5 mililitros de hexano (al 100%) a los tubos marcados con 2 y 3.

4. A los tubos 1 y 2 posteriormente se les deberá añadir una cuantas gotas de Nitrato de plata (AgNO3 al 5%) necesitaran ser agitados suavemente.

6.- Se agrega un mililitro de solución de hidróxido de sodio (NaOH 0.1 M) al tubo 3, deber ser calentado con cuidado hasta ebullición durante un minuto, inclinando el tubo de ensaye y retirándolo del fuego cuando la ebullición sea agresiva.

7. Se deja enfriar el tubo y posteriormente se agrega acido nítrico hasta obtener una solución ácida.

8. Se verifica la acidez con el papel tornasol (se volverá color rojo).

9. Finalmente se agregan unas gotas de Nitrato de Plata (aproximadamente un mililitro) a ese mismo tubo 3.

10. Se comparan los tres tubos

Procedimiento BEfecto de la corriente eléctrica sobre sustancias iónicas y covalentes.

1. Se coloca en el vaso de precipitados 150 mililitros de agua destilada con algunas gotas de fenolftaleína como indicador.

2.-Posteriormente se deben limpiar los electrodos con solución de ácido nítrico (HNO3 al 1:1), después se deberán enjuagar con agua destilada.

3 Se enciende y conecta la fuente poder con 10 voltios de corriente directa, por 5 minutos.

4. Se apaga el dispositivo y se retiran los electrodos.

5. Enseguida se agregan 100 mililitros de solución de Cloruro de Sodio (NaCl al 10%) en el vaso de precipitados y agitar con la varilla de vidrio hasta la disolución.

6. Se vuelven a colocar los electrodos de la misma manera y se enciende el dispositivo pero ahora el tiempo será de 10 minutos aproximadamente.

7.-Se toman las observaciones.

8. Se repite este procedimiento solo que en lugar de NaCl se utilizará glucosa (C6H12O6 al 10%).

CUESTIONARIO

1.- Escribe todas las reacciones que se llevaron a cabo durante este experimento, explicando cada una de ellas (¡muy importante!).

-Tubo 1: se le agrego agua destilada, unas gotas de cloruro de sodio y después nitrato de plata; con esto se obtuvo una reacción poco turbia y se formo un polvo blanco en la superficie.

-Tubo 2: añadimos agua destilada, hexano y se volvió transparente; después unas gotas de nitrato de plata y siguió transparente.

-Tubo 3: se le agrego etanol y un poco de hexano, aquí la reacción fue turbia; después se le agrego hidróxido de sodio y acido nítrico para formar una solución acida y al final unas gotas de nitrato de plata y obtuvimos una sola fase.

vaso de precipitados con agua destilada y fenolftaleína, aquí no sucede nada al introducir los electrodos porque el agua destilada no contiene iones.

vaso de precipitados con cloruro de sodio, aquí si sucede una reacción y se produce una nube de color rosa en un electrodo y esta misma nube se va trasladando al otro electrodo.

-vaso de precipitados con glucosa, aquí no sucede nada ya que es una sustancia covalente y por lo tanto no conduce electricidad.

2.- Define sustancia iónica.

Conducen la electricidad en estado líquido y en solución acuosa pero no en estado sólido. Están constituidas por enormes entramados de tamaño indefinido llamados redes iónicas. La estructura de la red consiste en un número muy grande de iones de carga opuesta (aniones y cationes) interactuando eléctricamente.

3.- Define sustancia covalente.

Se produce por compartimiento de electrones entre dos o más átomos.

4.- Define conductividad eléctrica.

Es la capacidad de un cuerpo o medio para conducir la corriente eléctrica, es decir, para permitir el paso a través de él de partículas cargadas, bien sean los electrones, los transportadores de carga en conductores metálicos o semimetálicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos.

5.- ¿Cuáles fueron las sustancias iónicas y covalentes utilizadas?

Nitrato de plata AgNO3 iónicaCloruro de Sodio NaCl iónicaGlucosa C6H12O6 covalenteEtanol C2H5OH covalenteAcido Nítrico HNO3 covalenteHexano C6H14 covalenteHidróxido de Sodio NaOH iónico

6.- ¿En cuáles sustancias se observó conductividad eléctrica? Explica por qué son conductoras eléctricamente.

Solo se presento conductividad eléctrica en la combinación de agua destilada con el cloruro de sodio, el agua destilada no contiene iones pero el cloruro de sodio si es soluble en solvente polar que en este caso es el agua.

7.- ¿En cuáles sustancias no se observó conductividad eléctrica? Explica por qué no son conductoras eléctricamente.

Con el agua destilada y la fenolftaleína no hay conductividad eléctrica porque no tiene iones, y con la glucosa tampoco hay conductividad debido a que no se ionizan porque permanecen en su estado molecular.

8.- ¿Qué función tiene la fenolftaleína?

Se utiliza como indicador en sustancias acidas.

CONLCUSIONES.

En la elaboración de este experimento se puso a prueba las propiedades de los enlaces covalentes e iónicos con diferentes sustancias, se comprobó si tenían la capacidad de conducir electricidad y que cambios se producían al entrar en contacto con otras sustancias, dando como muestra la aparición de una nube rojiza, lo que se puede decir como el desplazamiento de electrones de un polo a otro.

REFERENCIAS

http://plinios.tripod.com/sustancias.htm

www.wikipedia.org