enlaces covalente y metálico
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Una guía sobre enlaces covalente y metálico, especial para primero medio de la enseñanza chilena. Puede servir para octavo básico. Se han incluido algunas animaciones que ayudarán a la comprensión del tema.TRANSCRIPT
Nombre Curso Fecha
Enlace químico
Enlaces covalente y metálico
Objetivos: Ø Identificar el número de
electrones de valencia en un átomo y molécula.
Ø Explicar cómo se forman los enlaces covalente.
Ø Representar átomos y moléculas mediante el diagrama de Lewis
Ø Explicar cómo se forman los enlaces metálicos.
Ø Describir las propiedades de los metales.
PREVIO AL ESTUDIO Después de estudiar esta lección, deberías ser capaz de responder estas preguntas
v ¿Qué son los enlaces covalentes? v ¿Qué son las moléculas? v ¿Qué son los enlaces metálicos? v ¿Cómo afectan los enlaces a las
propiedades de un metal?
¿Qué son los enlaces covalentes? http://www.middleschoolchemistry.com/multimedia/chapter4/lesson4
Las moléculas y compuestos están unidos mediante enlaces usando los electrones de valencia. Un tipo de enlace, el covalente, se forma cuando los átomos comparten electrones. Los enlaces covalentes se forman con más frecuencia entre los átomos de los no metales. Recuerda que la mayoría de los no metales pueden llenar el nivel de energía más externo ganando un electrón. Cuando se forma un enlace covalente, ambos átomos pueden llenar su nivel de energía más externo al ser capaces de compartir electrones entre los dos átomos. El hidrógeno es un ejemplo de un átomo que se une de forma covalente. Un átomo de hidrógeno tiene un electrón en su nivel más externo. Dos átomos de hidrógeno pueden unirse y compartir sus electrones. Esto llena el primer nivel de energía de ambos átomos. Los electrones se mueven alrededor de los dos núcleos de hidrógeno. Los protones y los dos electrones compartidos se atraen entre sí. Esta atracción mantiene unidos a los átomos.
Electrones compartidos
Los protones y los electrones compartidos se atraen entre si. Esta atracción es la base de los enlaces covalentes que mantiene unidos a los átomos.
Al compartir electrones en un enlace covalente, cada átomo de hidrógeno (el átomo más pequeño) tiene completo el nivel de energía más externo, que contiene dos electrones.
TIP DE ESTUDIO Compare A medida que estudies esta guía haz una tabla que permita ilustrar una comparación entre los enlaces covalente y metálico.
¿COMPRENDISTE? 1. Explica ¿Cómo se comportan los electrones en los enlaces covalentes?
¿Qué son las Moléculas?
Los átomos que se unen entre sí por enlaces covalentes forman partículas llamadas moléculas. La mayoría de las moléculas están formadas por átomos de dos o más elementos. Los átomos comparten electrones. En la figura de arriba, dos átomos de hidrógeno han formado un enlace covalente. El resultado es una molécula de hidrógeno.
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¿COMPRENDISTE? 2. Identifica ¿Qué tipo de enlace une los átomos de las moléculas?
Prof. GAToledo, Depto. de Ciencias, SFC, 2014 1 Enlace químico
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PROPIEDADES DE LAS MOLÉCULAS Recuerda que un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que aún mantiene las propiedades de ese elemento. De la misma manera, una molécula es la parte más pequeña de un compuesto covalente que tiene las propiedades de ese compuesto. Esto significa que si se descompone una molécula ya no tendrá las propiedades de ese compuesto. La mayoría de las sustancias con enlaces covalentes tienen bajos puntos de fusión y de ebullición (el agua es una excepción a esto). Muchos son gases a temperatura ambiente. Cuando una sustancia con enlaces covalentes forma un sólido, el sólido tiende a ser blando.
¿Cómo puedes modelar un enlace Covalente?
HECHA UN VISTAZO
Un diagrama de punto es un modelo que muestra únicamente a los electrones de valencia de un átomo. La siguiente figura muestra los diagramas de puntos para los elementos del segundo período de la tabla periódica.
Diagrama de Puntos
3. Aplica conceptos El Hidrógeno tiene un electrón de valencia. Esquematiza un diagrama de Lewis (diagrama de puntos) de un átomo de hidrógeno. G
Li Be B C N O F Ne
Los diagramas de puntos se usan para ilustrar cómo se enlazan los átomos en las moléculas. En el diagrama de abajo, podrás ver los pares de electrones que forman los enlaces covalentes en una molécula de agua.
El átomo de oxígeno comparte uno de sus electrones con cada uno de los dos átomos de hidrógeno. Ahora tiene lleno, con 8 electrones, su nivel de energía más externo.
Pensamiento crítico 4. Aplica conceptos Dibuja el diagrama de puntos que muestre la forma en que se enlazan dos átomos de hidrógeno mediante un enlace covalente.
Cada átomo de hidrógeno comparte su único electrón con el átomo de oxígeno. Cada átomo de hidrógeno ahora tiene lleno, con 2 electrones, el nivel de energía.
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Este diagrama de Lewis para el agua muestra sólo a los electrones del nivel de energía más externo para cada átomo, ilustrando el modo por el cual los átomos comparten electrones
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O H H
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¿Qué tipo de moléculas pueden formar? Las Moléculas contienen al menos dos átomos unidos por enlaces covalentes. Las moléculas más simples, compuestas de sólo dos átomos enlazados, se llaman moléculas diatómicas. Si los dos átomos son del mismo elemento, la sustancia se conoce como un elemento diatómico. El oxígeno y el nitrógeno del aire que respiramos son elementos diatómicos. En cualquier molécula diatómica, cada uno de los electrones compartidos se cuenta como un electrón de valencia de ambos átomos. Como resultado, ambos átomos de la molécula han llenado los niveles de energía más externos. Diagrama de puntos para las molécula de Cloro, de Oxígeno y de Nitrógeno. https://www.wisc-‐online.com/learn/natural-‐science/chemistry/gch6404/lewis-‐dot-‐structures-‐of-‐covalent-‐compounds
¿COMPRENDISTE? 5. Identifica ¿Qué tipo de molécula está formada de sólo dos átomos enlazados?
HECHA UN VISTAZO
Cl Cl
Cloro
O O
Oxígeno
N N
Nitrógeno
6. Cuenta ¿Cuántos electrones hay alrededor de cada átomo de Cloro, de cada átomo de Oxígeno y de cada átomo de Nitrógeno? (Recuerda que los electrones que son compartidos se cuentan para cada átomo.)
Cloro:
Oxígeno:
Nitrógeno: 7. Cuenta ¿Cuántos pares de electrones están compartidos en cada molécula?
Cloro:
Oxígeno:
Nitrógeno:
CONTEO DE LOS ENLACES COVALENTE Hemos visto cómo los átomos pueden compartir uno o más pares de electrones. El átomo de oxígeno en el agua comparte dos pares de electrones, un par con cada átomo de hidrógeno. Esto significa que el átomo de oxígeno en una molécula de agua forma dos enlaces covalentes. El número de pares de electrones compartidos te indica el número de enlaces covalentes en una molécula. En la figura anterior, se contó el número de pares de electrones compartidos en las moléculas de cloro, de oxígeno y de nitrógeno. En una molécula de cloro, hay un enlace covalente. Hay dos enlaces covalentes en una molécula de oxígeno y tres en una molécula de nitrógeno. Muchas moléculas son más complejas que las moléculas de la figura. Es probable que sospeches que algunas moléculas debiesen tener muchos enlaces covalentes.
Pensamiento crítico 8. Aplica Conceptos ¿Cuántos enlaces covalentes forma el fósforo (P) en la molécula mostrada a continuación?:
H H:P: H . .
. .
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MOLÉCULAS MÁS COMPLEJAS Muchas moléculas son bastante más grandes y más complejas que las moléculas diatómicas o la del agua. Las moléculas complejas tienen muchos átomos unidos por enlaces covalentes. Las moléculas complejas constituyen muchas sustancias importantes y conocidas, como la gasolina, el jabón, los plásticos, las proteínas y los azúcares. En realidad, la mayoría de las sustancias que componen tu cuerpo ¡son moléculas complejas! Los átomos de Carbono (C) son la base de muchas moléculas complejas. El carbono tiene cuatro electrones de valencia. Para llenar su nivel de energía externo, un átomo de carbono tiene que ganar cuatro electrones. Por lo tanto, los átomos de carbono pueden formar cuatro enlaces covalentes. Los átomos de carbono pueden formar enlaces con otros átomos de carbono. También pueden unirse a los átomos de otros elementos, tales como oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. La mayor parte de las moléculas que forma el carbono son muy complejas.
HECHA UN VISTAZO Modelo de una molécula de Octano encontrada en la Gasolina
9. Cuenta ¿Cuántos enlaces covalentes forma un átomo de Carbono en esta molécula?
¿Qué son los enlaces metálicos?
El enlace en los metales es diferente al enlace covalente, recién discutido. Los metales son sustancias como el cobre, el hierro, la plata y el níquel. Un enlace metálico se forma por la atracción entre los iones metálicos de carga positiva y los electrones alrededor de los iones.
Modelo que muestra el enlace metálico Electrones de valencia de la capa exterior de los átomos metálicos
¿COMPRENDISTE? 10. Describe ¿Cómo se forma un enlace metálico?
Iones metálicos
¿COMPRENDISTE? 11. Explica ¿Qué pueden hacer los electrones de valencia en un enlace metálico?
El enlace en los metales es el resultado de la cercanía de muchos átomos metálicos. Sus niveles de energía más externos se superponen. Debido a la superposición, se forman enlaces metálicos y se extienden por el metal en todas direcciones. Los electrones de valencia pueden moverse libremente entre los cationes. Los electrones mantienen unidos a los iones y cancelan la carga positiva de los iones.
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Átomo de Carbono Átomo de Hidrógeno
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¿Cuáles son las propiedades de los metales?
Probablemente sabes si algo es de metal con solo mirarlo. La mayoría de los metales son muy brillantes, como el oro, la plata, el cobre, el níquel y el platino. Los metales tienen otras propiedades que identifican a una sustancia como un metal.
CONDUCEN LA CORRIENTE ELÉCTRICA El enlace metálico permite a los metales conducir la electricidad. Los metales se utilizan para hacer alambres. Cuando el alambre está unido a una fuente eléctrica, los electrones de valencia pueden moverse libremente a través del alambre. Pueden encender una ampolleta o hacer funcionar a una radio..
Los electrones que se mueven libres son atraídos por los iones metálicos, y la atracción forman enlaces metálicos.
¿COMPRENDISTE? 12. Explica ¿Por qué un alambre puede conducir la corriente eléctrica cuando se conecta a una fuente eléctrica?
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+ in
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+ Los electrones de valencia se mueven libremente.
REMODELANDO METALES Los átomos en los metales se pueden reordenar fácilmente porque los electrones se mueven libremente. Los electrones de valencia de los metales están en constante movimiento alrededor de los iones metálicos. Este movimiento mantiene los enlaces metálicos. Como resultado, no importa cómo se altera la forma del metal; éste no se romperá. Esto explica el por qué los metales pueden cambiar su forma fácilmente. Dos propiedades describen la capacidad de un metal para ser remodelado: • La ductilidad es la capacidad de ser moldeado para formar cables largos y finos. • La maleabilidad es la capacidad de ser convertido en láminas delgadas.
La ductilidad y maleabilidad son las propiedades que hacen que muchos metales sean útiles para las personas. El cobre puede ser estirado para hacer cables eléctricos. El aluminio puede ser transformado en láminas de papel de aluminio. La plata y el oro se pueden mezclar con otros metales y doblarse para formar joyas. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/metalico.htm http://www.drkstreet.com/resources/metallic-‐bonding-‐animation.swf
¿COMPRENDISTE? 13. Define ¿Qué significa ductilidad? ¿Qué significa maleabilidad?
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Los iones metálicos positivos están en posiciones fijas en el metal
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Revisión https://www.youtube.com/watch?v=QIfTT-‐_-‐xLo Una canción sobre enlaces químicos
SECCIÓN VOCABULARIO Enlace covalente un enlace formado cuando los átomos comparten uno o más pares de electrones. Enlace metálico un enlace formado por la atracción entre los iones metálicos cargados positivamente y los electrones a su alrededor
Molécula un grupo de átomos que se mantienen unidos por fuerzas químicas; una molécula es la unidad más pequeña de la materia que puede existir por sí misma y conservar todas las propiedades químicas de una sustancia
1. Aplica ideas La siguiente es una lista de elementos: oro, carbono, oxígeno, aluminio, cobre y flúor. En la tabla de abajo ordénalos bajo el título correcto.
Forma enlaces covalentes Forma enlaces metálicos
2. Aplica conceptos El nitrógeno tiene cinco electrones de valencia y el hidrógeno tiene uno. Una molécula de amoníaco tiene un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno. Dibuja un diagrama de Lewis para una molécula de amoníaco.
3. Aplica conceptos Además de conducir la electricidad, los metales conducen rápidamente el calor. Las sustancias con enlaces covalentes no son buenos conductores de calor o de electricidad. ¿Qué tipo de sustancia utilizaría como material aislante para fabricar un guante toma-‐ollas?.
¿Qué tipo de sustancia usarías para un serpentín incandescente de una tostadora eléctrica??
4. Haz inferencias ¿Qué sucede con las propiedades del oxígeno cuando este átomo forma enlaces con dos hidrógeno para formar agua.
5. Identifica Enumera tres propiedades de los metales que son causados por los enlaces metálicos.
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