CETIS 62

QUIMICA 1

PRÁCTICA No. 4

“ENLACE QUÍMICO”

Uno de los grandes enigmas de la ciencia química ha sido descifrar la forma en la cual se hallan los átomos de las sustancias, y poder así encontrare la relación entre las propiedades de la materia y su constitución. La gran mayoría de las sustancias están formadas por átomos unidos entre sí; únicamente los gases nobles se encuentran se encuentran en la naturaleza como átomos aislados.

Los elementos se enlazan unos con otros para formar compuestos, con propiedades físicas y químicas muy diferentes de la de los elementos originales. Por ejemplo la sal común está constituida por iones de sodio y cloro. El sodio es un metal alcalino, brillante y suave, que reacciona violentamente con el agua, y el cloro es un gas verde muy venenoso.

Las propiedades de los compuestos, en su mayoría, derivan de la forma en la cual están unidos los átomos, es decir, del tipo de enlace químico, que es el conjunto de fuerzas que mantienen unidos los átomos en una red cristalina o en una molécula.

Todos los átomos, a excepción de los de Hidrogeno y Helio, poseen varias capas de electrones. Los electrones situados en la capa más exterior son los que determinan, en mayor grado, las propiedades químicas de un elemento. En los enlaces químicos participan solo los electrones de las capas periféricas del átomo (Electrones de Valencia).

Los gases nobles son muy estables y no forman compuestos muy fácilmente porque tienen 8 electrones (ns2np6), a excepción del Helio que tiene dos (1 s2), en su capa de valencia. Con base en este hecho Gilbert Lewis (1875-1946) propuso un modelo conocido como regla del octeto, según el cual, cuando se forman un enlace químico los átomos tienden a completar su capa de valencia con 8 electrones, como los gases nobles. El Hidrogeno, Litio y el berilio no cumplen con esta regla, que ha sido la base para explicar los modelos de enlace iónico y enlace covalente.

Varios científicos dedicaron mucho tiempo al estudio de los enlaces, creando modelos que permiten justificar satisfactoriamente la relación entre las propiedades de los compuestos y su representación.

En el modelo del enlace iónico, propuesto por el físico Alemán Walter Kossel (1888-1956) los átomos que poseen pocos electrones, de uno a tres, tienden a desprenderse de los

mismos y originan iones cargados positivamente, es decir, cationes. Los átomos cuya capa exterior está casi completa (con cinco o más electrones) tienden a captar electrones, por lo que se originan iones negativos o aniones.

Los iones resultantes, con cargas eléctricas opuestas, se atraen unos con otros. Esta fuerza de atracción electrostática los mantiene juntos, formando un compuesto de tipo iónico. Los compuestos con enlaces iónicos constituyen cristales, no moléculas simples, pues la atracción y arreglo de los iones producen una red cristalina. Los sólidos cristalinos son solubles en agua y conducen la electricidad, fundidos o en solución acuosa.

En 1916 Gilbert Lewis propuso el modelo del enlace covalente. Los átomos comparten electrones cuando a su capa externa le faltan, para completar la estructura de los gases nobles, casi la mitad de los electrones. De esta manera contribuyen a completar la capa exterior de electrones en ambos átomos. Se dice, entonces, que los elementos quedan unidos por medio de un enlace covalente. Existen dos tipos de enlaces covalentes:

*El Puro: se presenta entre átomos iguales (como Cl2 ,O2).

*El Polar: que ocurre entre átomos diferentes, como es el caso del agua.

A veces dos átomos comparten uno o varios pares de electrones, en cuyo caso se enlazan formando una molécula. Cuando solo comparten un par, el enlace covalente se llama simple.

Los átomos de la molécula de oxigeno poseen 6 electrones en la capa de valencia; para completar el octeto, cada uno debe compartir dos pares de electrones con otro átomo de oxigeno. Observa en el modelo de la molécula de Oxigeno que ciertos electrones rodean dos átomos en lugar de uno.

Los compuestos formados por enlaces covalentes son más comunes que los iónicos y pueden ser, Líquidos o gaseosos, casi todos son insolubles en agua y son malos conductores de la electricidad.

En la siguiente tabla se resumen las características de los compuestos iónicos y covalentes:

Compuestos Iónicos Compuestos CovalentesTienen punto de fusión alto Tienen punto de fusión bajo

Son solubles en agua La mayoría son insolubles en aguaForman redes cristalinas Pueden ser solidas, liquidas o gases

En solución acuosa o fundido conducen la corriente eléctrica

No conducen la corriente eléctrica

OBJETIVO

Clasificar algunos compuestos en iónicos o covalentes con base en su capacidad de conducir la corriente eléctrica.

MATERIAL

4 Espátulas 4 goteros Agitador de vidrio Circuito eléctrico simple (clavija, cable, socket, foco e interruptor) Vaso de precipitado Acetona Acido acético Agua destilada Amoniaco Cloruro de sodio Cromato de potasio Dicromato de potasio Etanol Glucosa Hidróxido de sodio Metanol Sacarosa Sulfato de cobre

DESARROLLO

Experimento 1. Clasificación de compuestos sólidos.

Arma un circuito simple como el de la sig. figura:

Primero conecta la Clavija a la toma de corriente, asegúrate de que el interruptor este en encendido, y une los dos cables que no tiene aislante. El foco debe encender. Después acciona el interruptor del circuito.

Vierte aproximadamente 50mL de agua destilada en un vaso de precipitado, conecta el interruptor en encendido, e introduce los cables dentro del vaso con agua teniendo cuidado que no se toquen. ¿Prende el foco? Acciona el interruptor y saca los cables del vaso.

Ahora, con una espátula agrega unos granitos de cloruro de sodio al agua, agita hasta que se disuelva completamente. Prueba si la solución conduce la corriente eléctrica utilizando para ello el circuito eléctrico.

Enjuaga las terminales con suficiente agua. Desecha la solución del vaso precipitado, lávalo perfectamente y repite el experimento con las otras sustancias solidas. Cambia la espátula y agitador para cada prueba o lávalos perfectamente.

Con los datos obtenidos llena la sig. tabla:

SOLUCION CONDUCE LA ELECTRICIDAD

COMPUESTO IONICO

COMPUESTO COVALENTE

Solido liquidoCloruro de sodio no much

o*

Sulfato de cobre no Poco *Sacarosa no Poco *

Hidróxido de sodio no Mucho *Cromato de potasio no Si *

Dicromato de potasio

no Poco *

glucosa no No *

Experimento 2. Clasificación de compuestos líquidos.

Vierte aproximadamente 50 ml de agua destilada en un vaso de precipitados; ahora con un gotero agrega 5 gotas de etanol al agua, agita hasta que se, mezclen completamente. Prueba si la solución conduce la corriente eléctrica en el circuito.

Enjuaga las terminales con suficiente agua. Desecha la solución del vaso de precipitados, lávalo perfectamente y repite el experimento con los otros compuestos líquidos.

Ten cuidado de no utilizar un mismo gotero ni un mismo agitador para diferentes sustancias, a menos de que estén muy bien lavados.

Con los datos obtenidos llena la siguiente tabla:

solución Conduce la electricidad

Compuesto iónico Compuesto covalente

liquido SolidoEtanol si No *Metanol No No *Acido acético No No *Acetona Si No *Amoniaco Si No *Acido sulfúrico Mucho no *

Observaciones sobre la conducción de la corriente eléctrica en agua destilada: Es mas fácil que conduzca corriente eléctrica cuando las sustancias están disueltas en agua, al momento de hacer este experimento fueron varias sustancias las que condujeron electricidad.

Experimento 3

Material

6 tubos de ensayo de 15 x 150 mm

Sustancias

Benceno

Cloruro de sodio

Vaselina sólida

Acido benzoico

Agua

Procedimiento:

Tome tres tubos de ensayo y coloque una pequeña cantidad de acidó benzoico en uno, cloruro de sodio en otro y vaselina en otro; trate de disolver cada sustancia con agua, observe lo que ocurre. Repita el experimento utilizando como solvente el benceno y observa lo que ocurre.

Anote sus observaciones:

CUESTIONARIO:

1. En función de su molécula, ¿Qué tipo de solvente es el agua?

Es un solvente polar.

2. ¿Qué tipo de solvente es el benceno?

Es un solvente no polar.

3. Elabore una lista de tres solventes no polares:

dietílico, cloroformo, benceno,

En los espacios vacios conteste lo que se te pide:

Sustancia Solubilidad

Agua Benceno Polar/No polar

Si/No Si/No

Acido benzoico si no no polar

Cloruro de sodio no si polar

Vaselina si no no polar

¿Qué prueba se utilizó en el experimento?

Utilizamos un circuito el cual nos ayudó a saber que solventes eran buenos conductores de electricidad.

Anote sus conclusiones y realice los dibujos que ilustren el experimento:

Experimento 4

Material Sustancias

3 Cápsulas de porcelana Cloruro de sodio

1 Pinza para la cápsula Azúcar

1 Mechero Almidón

PROCEDIMIENTO

En una capsula de porcelana coloque 5 g de azúcar; sostenga la cápsula con las pinzas y acérquela a la flama del mechero durante 3 minutos; observe lo que ocurre.

Repita el experimento, pero ahora con cloruro de sodio y posteriormente con almidón. Observe lo que ocurre en cada caso.

Anote sus observaciones:

CUESTIONARIO

¿Qué prueba se observo en el experimento? Que la sacarosa se difundió y el cloruro de sodio no y el almidón se hizo como bolitas

En los espacios vacios complete lo que se te pide:

Substancia Se fundió Si/No Polar/ No polar

-Cloruro de sodio si polar

-Azúcar si polar

-Almidón no no polar

Conclusiones: todos los elementos o compuestos que si se llegan a fundir son polares y los que no son no polares

EXPERIMENTO 5

Con base a las investigaciones bibliográficas y en los experimentos anteriores complete la siguiente tabla:

Propiedad de la substancia Polar No polarEstado físico Liquido SolidoPunto de fusión y ebullición Liquido

Conductividad eléctrica Comparten RecibenFuerzas de enlace Solido CompartenFuerzas intermoleculares Mas externa Menos externaSolubilidad mayor menor

Elabore 5 compuestos polares y 5 no polares

Polares No polaresEtanol EtanoMetano Metanopropanol PropanoButanol ButanoHexanol Hexano

Anote la bibliografía utilizada:

ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

1. Cita cinco metales y cinco no metales que tengan características para formar compuestos iónicos.

Litio SodioPotasioRubidioCesio son metales con los no metales

FlúorCloro BromoYodo forman enlaces iónicos.

2. Nombra por lo menos un compuesto iónico que esté formado por elementos no metálicos.Cloruro de calcio

3. Señala las principales características de los compuestos covalentes. Pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Son blandos en estado sólido. Son aislantes de la corriente eléctrica y el calor. Solubilidad: las moléculas polares son solubles en disolventes polares y las apolares son solubles en disolventes apolares 

4. Describe las principales diferencias entre los compuestos iónicos y los covalentes moleculares.Los compuestos moleculares tienen sus átomos unidos mediante enlace covalente, generalmente presentan bajos puntos de fusión y ebullición (salvo algunas excepciones) y

muchos de ellos son insolubles en disolventes polares (el ejemplo típico son los compuestos orgánicos del carbono). Los compuestos iónicos presentan enlace iónico, generalmente forman redes cristalinas, poseen elevados puntos de fusión y ebullición y son por lo general solubles en solventes polares. 

5. Describe en qué consiste la estructura de Lewis. es una representación gráfica que muestra los pares de electrones de enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir.

6. Escribe la estructura de Lewis para los siguientes compuestosHCI CH4 H2SO4 CCI4

7. dibuja un modelo de la molécula de CO2

8. En los no metales y aleaciones se da un tipo especial de enlace, llamado enlace metálico. En este caso, como ocurre en el enlace iónico, los átomos están ordenados regularmente. Los átomos están un idos entre si por los electrones de

valencia que fluyen libremente atreves de la pieza de metal; como los electrones de valencia no pertenecen a ningún núcleo en particular los átomos se acomodan como iones positivos que se neutralizan con las cargas negativas de todos los electrones. Con base en este modelo, esquematizado en la figura contigua, explica las propiedades de los metales:

Alta densidad Conducción de calor y electricidad Maleabilidad

Modelo de enlace metálico

CUESTIONARIO

1. El numero total de enlaces en la molécula de Fe2O3 es igual a: ( )a) 2b) 5c) 6d) 3

2. ¿Cuál es la valencia del nitrógeno en cada uno de los siguientes óxidos: N2O, NO2, N2O3? ( )a) II, I, VIIb) I, VI, IIIc) I, II, IIId) II, IV, I

3. Es un compuesto iónico que contiene solo elementos no metálicos: ( )a) Permanganato de potasio (KMnO4)b) Acido sulfúrico (H2SO4)c) cloruro de sodio (NaCI)d) alcohol etílico o etanol (CH3CH2OH)

4. un átomo de elemento X al combinarse con el oxigeno forma en total cuatro enlaces. La forma molecular del oxido de este elemento es la siguiente: ( )a) XO4

b) XO2

c) XO

d) X2O5. El enlace iónico se forma generalmente entre: ( )

a) Los átomos de metales y no metales de electronegatividades muy diferentesb)Los átomos de no metales de electronegatividad similarc) Los átomos de metalesd)Los átomos del mismo elemento

6. Los compuestos con enlaces iónicos se caracteriza por: ( )a) Tener un punto de fusión alto.b) Ser solubles en aguac) Formar redes cristalinasd) Todas las características anteriores.

7. ¿Cuáles términos de la izquierda corresponden correctamente a los de la derecha?

( )

I. Un catión x. MnO4

II. Estructura de Lewis y. S2-III. Un anión z. Al :IV. Un ion poli atómico w. Mg2 +a) Ix, IIy, IIIz, IVwb) Iw, IIz, IIIy, IVxc) Ix, IIx, IIIz, IVyd) Ix, IIz, IIIy, IVw

8. ¿Cuál par de la c característica se aplica a so0lidos iónicos típicos? ( )a) Alto punto de fusión y buena maleabilidadb) Alto punto de fusión y presencia de estructura cristalinac) Bajo punto de fusión y alta conductividad caloríficad) Bajo punto de fusión y baja solubilidad en agua

9. Selecciona el compuesto con enlace covalente: ( )a) NaCIb) COc) KBrd) MgCI2