Instituto Politcnico NacionalEscuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica, Zacatenco. Ingeniera en Comunicaciones y Electrnica

Laboratorio de Qumica.

Practica 1: Enlaces.

OBJETIVOS.El alumno identificar el tipo de enlace que forman los tomos al unirse y formar molculas, de acuerdo a las propiedades caractersticas que presentan.

CONSIDERACIONES TEORCAS.

Para entender el tema de los enlaces debemos considerar la explicacin propuesta por Gilbert Lewis; es que los tomos se combinan para alcanzar una configuracin electrnica ms estable. La estabilidad mxima se logra cuando un tomo es isoelectrnico con un gas noble.Cuando los tomos interactan para formar un enlace qumico, solo entran en contacto sus regiones ms externas. Por esta razn cuando se estudian los enlaces qumicos se consideran sobre todo los electrones de valencia. Para asegurarse que el nmero total de electrones no cambia en una reaccin qumica y reconocer los electrones de valencia; utilizamos el sistema de puntos o estructura desarrollada por Lewis. El nmero de electrones de valencia (valores a usar en la estructura de Lewis) corresponde al nmero de grupo en el que esta cada elemento (a excepcin del helio); los elementos de un mismo grupo poseen configuraciones electrnicas externas similares.

Fig. 1. Puntos de Lewis

ENLACE INICO.Los tomos de los elementos con bajas energas de ionizacin tienden a formar cationes; en cambio, los que tienen alta calidad electrnica tienden a formar aniones. Los metales alcalinos y alcalinotrreos tienen ms probabilidad de formar cationes en los compuestos inicos, y son los halgenos y el oxigeno los ms aptos para formar aniones.La composicin de una gran variedad de compuestos inicos resulta de la combinacin de un metal del grupo 1A o 2A y un halgeno u oxigeno. La fuerza electrosttica que une a los iones en un compuesto inico se denomina enlace inico.

Ejemplo:

En este proceso, el tomo de oxgeno recibe dos electrones (uno de cada tomo de litio) para formar el ion xido. El ion Li+ es isoelectrnico con el helio.

ENLACE COVALENTE.El primer avance importante en el sentido de comprender como y porque se forman las molculas surgi con la proposicin de Gilbert Lewis, de que la formacin de un enlace qumico implica que los tomos compartan electrones. Lewis describi la formacin de un enlace qumico en el hidrogeno como:

Este tipo de apareamiento de electrones es un ejemplo de enlace covalente, un enlace en el que dos electrones son compartidos por dos tomos. Los compuestos covalentes son aquellos que solo contienen enlaces covalentes. El par de electrones compartidos se representa a menudo como una sola lnea. As, en el enlace covalente, cada electrn par compartido es atrado por los ncleos de ambos tomos. Esta atraccin mantiene unidos a los dos tomos en la molcula de H2 y es la responsable de la formacin de enlaces covalentes en otras molculas.La formacin de estas molculas las ilustra el octeto de Lewis: un tomo diferente del hidrogeno tiende a formar enlaces hasta que se rodea de ocho electrones de valencia, es decir, se forma un enlace covalente cuando no ay suficientes electrones para que cada tomo individual complete su octeto. Al compartir electrones en un enlace covalente, cada tomo completa su octeto. Para el hidrgeno, el requisito es que obtenga la configuracin electrnica del helio o un total de 2 electrones. Los tomos pueden formar distintos tipos de enlaces covalentes. En un enlace sencillo, dos tomos se unen por medio de un par de electrones. En muchos compuestos se forman enlaces mltiples, es decir, cuando dos tomos compartes dos o ms pares de electrones. Si dos tomos compartes dos pares de electrones, el enlace covalente se denomina enlace doble.COMPARACION DE LAS PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS INICOS Y COVALENTES.Los compuestos inicos y covalentes exhiben marcadas diferencias en sus propiedades fsicas generales debido a que sus enlaces son de distinta naturaleza. En los compuestos covalentes las fuerzas intermoleculares suelen ser ms dbiles, en consecuencia estos casi siempre son gases, lquidos o slidos de bajo punto de fusin. En los compuestos inicos por lo comn las fuerzas electrostticas que mantienen unidos a los iones son muy fuertes, de modo que estos son solubles en agua, y sus disoluciones acuosas conducen la electricidad, ya que, estos compuestos son electrolticos fuertes. La mayora de los compuestos covalentes son insolubles en agua, y no conducen la electricidad.ELECTRONEGATIVIDAD.En un enlace covalente se forman tomos que comparten un par de electrones, donde los tomos son idnticos, los electrones se comparten de forma equitativa, pero donde no comparten por igual los electrones ya que sus tomos son distintos, enlace se denomina covalente polar, porque los electrones pasan ms tiempo en la vecindad de un tono que del otro. Por ejemplo en HF; como consecuencia del reparto desigual del par d electrones de enlace, alrededor del tomo de flor hay una densidad electrnica hasta cierto punto mayor, y en forma correspondiente, una menor densidad cerca del hidrgeno. Se piensa que este y otros enlaces polares como un punto intermedio entre un enlace covalente (no polar), y un enlace inico.La electronegatividad sirve para distinguir entre el enlace covalente polar y el no polar; y es la capacidad de un tomo para atraer hacia si los electrones de un enlace qumico. Los elementos con mayor electronegatividad tienen mayor tendencia a atraer electrones que los elementos con electronegatividad baja. Se relaciona con la afinidad electrnica y la energa de ionizacin. La electronegatividad solo se puede medir respecto a otros elementos. Linus Pauling desarrollo un mtodo para calcular la electronegatividad.Los tomos de los elementos con grandes diferencias tienden a formar enlaces inicos entre s, porque el tomo del elemento menos electronegativo cede electrones al tomo del elemento ms electronegativo.En enlace inico se forma cuando la diferencia de electronegatividad es de 2 o mas.

MATERIALREACTIVOS

8 Vasos de precipitados de 100 cm3 Soluciones a 30 g/L de:

2 Electrodos de Cobre

1 Portalmparasa) Cloruro de sodio (NaCl)

1 Lmpara incandescenteb) Nitrato de potasio (KNO3)

2 Extensiones con caimanesc) Azcar (C12H22O11)

1 Cpsula de porcelana

1 Pinza para cpsulaSoluciones al 50% volumen de:

1 Mechero, anillo tela de alambre con

Asbesto.a) cido Clorhdrico (HCl)

b) cido Actico (CH3COHH)

c) Alcohol (C2H5OH)

Tetracloruro de Carbono (CCl4)

Cloruro de Sodio (NaCl) granulado

Azcar (C12H22O11) granulada

DESARROLLO EXPERIMENTAL.PROCEDIMIENTO A.Lo primero fue marcar los vasos limpios con una etiqueta, indicando el nombre de las soluciones: NaCl, KNO3, C12H22O11, HCl, CH3COOH, C2H5OH y CCl4. Vierta en cada uno aproximadamente 20 cm3 de la solucin correspondiente. En el vaso son solucin vierta agua.

Montar el circuito: enchufar la bombilla y tomar con los caimanes los electrodos, procurar que los electrododos no se toquen entre s.Colocar los electrodos en el vaso que contiene agua, para limpiarlos.Probar el circuito poniendo en contacto los dos electrodos fuera del agua.Introducir los electrododos en la solucin de NaCl, anotar resultados; y enjuagar los electrododos en el vaso con agua y secarlos.Repetir para las dems sustancias.

PROCEDIMINETO B.Colocar una pequea cantidad de Azcar en la cpsula de porcelana y calentar hasta la fusin. Tomar el tiempo que se requiri. Dejar enfriar la cpsula, limpiar calentando con agua, dejar enfriar y secarla, colocar la misma cantidad de sal.Caliente la cpsula con el Cloruro de Sodio por un tiempo similar requerido que al Azcar para fundirse. Observar cul se funde ms rpido.

RESULTADOS.1.SolucinNaCl CH3COOHC12H22O11HClKNO3C2H5OHCCl4

Encendi la lmpara? (si o no)sisinosinonono

Tipo de enlace (inico o covalente)inicoinicocovalenteinicocovalentecovalentecovalente

2. En el procedimiento B se fundi ms rpido la Azcar en un tiempo de 1.18 seg. Predomina el enlace covalente. Al colocar la sal en los mismos 1.18 seg. No se fundi despus de este tiempo; predomina el inico.3.

4. ELEMENTOSENLACE

Na y ClInico

K y OInico

Cl y H (en el HCl)Covalente polar

C y HCovalente puro

K y OInico

C y OCovalente polar

5. Hay coherencia en los resultados con excepcin del enlace entre los compuestos H y Cl, con nuestra tabla de valores obtenemos un enlace covalente polar, y en no concluido experimentalmente obtenemos un enlace inico.

OBSERVACIONES.Los covalentes NO conducen electricidad.Los inicos SI conducen electricidad. La azcar se funde ms rpido que la sal.Comprobamos fsicamente las propiedades de los tipos de enlace.

CONCLUSIN.En este tema llamado enlaces es importante comprender la explicacin de Lewis donde los tomos se combinan para alcanzar una configuracin electrnica estable. Para que se forme un enlace qumico, solo las regiones externas de los tomos entran en contacto.En los compuestos con enlace inico podemos decir que resultan de una combinacin de metales y halgenos u oxigeno, que las fuerzas electrostticas que unen a los iones son muy fuertes, de este modo es que son solubles en agua, y estas disoluciones acuosas conducen la electricidad. En los compuestos covalentes, es un enlace en el que dos electrones son compartidos por tomos; pueden existir enlaces sencillos o enlaces mltiples. En estos las fuerzas intermoleculares suelen ser dbiles, en consecuencia son gases, lquidos o slidos de bajo punto de fusin; la mayora de los compuestos covalentes son insolubles en agua, y no conducen la electricidad.La electronegatividad juega un papel importante en el estudio de los enlaces, nos sirven para distinguir entre enlaces covalente polar y no polar. La electronegatividad es la capacidad de un tomo para atraer hacia s mismo los electrones de un enlace qumico. Los elementos de mayor electronegatividad atraen a los de menor electronegatividad. Esta solo se puede medir respecto a otros elementos, es decir, comparando los elementos que interactan en el enlace.

BIBLIOGRAFA.Chang; Qumica 7ma edicin; Mc Graw Hill; Capitulo 9, Pg. 329-343.Apuntes en clase terica.