UNIONES ENTRE ÁTOMOS 1.-¿Por qué se unen los átomos? En la naturaleza son muy pocos los átomos que se encuentran libres y aislados como los átomos de He o Ne. La mayoría de los átomos se presentan unidos a otros iguales formando elementos, o diferentes, formando compuestos. Búsqueda de la estabilidad energética Los sistemas físicos evolucionan hacia estados de mínima energía potencial que se corresponde con una estabilidad máxima.

Por ejemplo, cuando dos átomos de hidrógeno se acercan, aparecen fuerzas que hace que la energía disminuya y queden unidas.

En resumen: Dos o más átomos permanecen unidos si la energía del sistema es menor cuando están unidos que cuando están separados. A esta unión se le denomina enlace químico. La regla del octeto Los gases nobles poseen átomos muy estables que NO se combinan con otros átomos y no modifican su estructura electrónica. Todos ellos tienen ocho electrones en su último nivel, salvo el He que sólo tiene dos. Se deduce que la estructura electrónica de un gas noble es particularmente estable y se llama disposición de octeto

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En resumen: Regla del octeto: en la formación de compuestos, los átomos intercambian electrones hasta adquirir ocho electrones en su última capa. Todos los elementos químicos quieren tener la estabilidad de los gases nobles. Lo intentan de varias maneras uniéndose con otros elementos a través de enlaces químicos Ejercicios Ejercicio 1 no resuelto pag 73 SM (en clase) 1.-Cuando dos átomos de hidrógeno se aproximan entre sí, se observa que la energía el sistema disminuye, ¿qué consecuencias tiene esto respecto a la formación de un enlace entre ambos? Configuración electrónica de iones -Para obtener la configuración electrónica de un catión: 1.-Se escribe en primer lugar la configuración electrónica del átomo neutro 2.-Se ordena la configuración electrónica del átomo neutro por niveles crecientes 3.-Se van quitando los electrones más externos, de fuera hacia dentro -Par obtener la configuración electrónica de un anión: 1.-Se escribe la configuración electrónica del átomo neutro 2.-Se añaden los electrones sobrantes en los niveles disponibles energéticamente según el diagrama de Moëller O sea, para escribir la configuración electrónica de un anión, se sigue el diagrama de Moëller con el número total del electrones del anión (incluidos los electrones que ha ganado) Ejercicio 2 no resuelto pag 73 SM Modificado (en clase) 2.-¿Qué reajuste electrónico deberán experimentar los siguientes átomos para que se cumpla la regla del octeto? 2 2 6 1 2 2 6 2 4 11Na: 1s 2s 2p 3s 16S: 1s 2s 2p 3s 3p

2.-Moléculas y cristales Las agrupaciones de átomos se diferencian entre sí por el número y tipo de átomos que las forman y por el modo en que los átomos se disponen en el espacio. Existen dos tipos de agrupaciones atómicas: las moléculas y los cristales. Las moléculas Están formadas por un número definido de átomos, generalmente pequeño. Se denominan diatómicas si contienen dos átomos, triatómicas si contienen tres, etc. Asimismo, pueden ser: -Moléculas de elementos, formadas por átomos iguales Ejemplo : Cl2, O3 -Moléculas de compuestos, formadas por átomos diferentes Ejemplo: CO2, SO3 Los cristales Las redes cristalinas o cristales están formados por un número variable de átomos, iones o moléculas, generalmente muy grande, que se disponen formando una estructura tridimensional regular. También pueden ser: -Cristales de elementos, formados por átomos iguales Ejemplo: Cristal de Niquel -Cristales de compuestos, formados por átomos diferentes Ejemplo: Cristal de NaCl Ejercicios Ejercicio 3 no resuelto pag 74 SM (en casa) 3.-Una agrupación estable de átomos está formada por millones de átomos iguales ordenados en el espacio. Indica si está agrupación es una molécula o un cristal y si corresponde a un elemento o a un compuesto.

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Ejercicio 4 no resuelto pag 74 SM (en casa) 4.-Una agrupación estable de átomos está formada por tres átomos, dos de oxígeno y uno de azufre. Indica si es una molécula o un cristal y si corresponde a un elemento o a un compuesto.

3.-Clasificación de los elementos químicos Una posible clasificación de los elementos químicos, sujetas a algunas excepciones, atendiendo a la forma de formar compuestos sería la siguiente: a)Gases nobles: tienen ocho electrones en su última capa y no suelen reaccionar. b)Metales: tienen 1,2,y 3 electrones en su última capa y tienen tendencia a perderlos para adquirir la configuración del gas noble del periodo anterior. c)No metales: Tienen 5,6 y 7 electrones en su última capa y tienen tendencia a ganar electrones para adquirir la configuración del gas noble que le sigue en su periodo. d)Semimetales: Tienen 4 electrones en su última capa y tienen tendencia a compartirlos. Esta clasificación es de carácter cualitativo y está sujeta a múltiples excepciones. Ejercicios 5.-a)Escribe la configuración electrónica de los siguientes elementos químicos: 19K

12Mg

31Ga

15P

34Se

9F

14Si

b)Indica cómo actúan para adquirir estructura de gas noble los elementos anteriores (ganando, perdiendo o compartiendo electrones y el número de estos electrones perdidos, ganados o compartidos) 6.-Escribe la configuración electrónica de los iones siguientes: 19K

+

2+ 12Mg

31Ga

3+

15P

3-

34Se

2-

9F

26Fe

2+

26Fe

3+

2+ 28Ni

4.-Enlace químico Se llaman electrones de valencia a los electrones del último nivel de un átomo. Las propiedades químicas de los elementos se deben a los electrones de la última capa o nivel de sus átomos, que se llama por ello capa de valencia. Todos los elementos de una misma familia o columna tienen el mismo número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades químicas parecidas. De todos los elementos químicos, los gases nobles son una familia muy especial, porque sus átomos son muy estables y no reaccionan con nadie. Se debe a que poseen ocho electrones en su última capa (excepto el Helio) Todos los elementos químicos tienden a tener ocho electrones en su última capa, y ser tan estables como los gases nobles. Para ello, se unen entre sí de diferentes maneras. A las distintas maneras de unirse los átomos para tener configuración de gas noble se le llama enlace químico. Los responsables de la unión entre átomos son los electrones de la capa de valencia. Hay tres tipos de enlaces químicos: a) Enlace iónico b) Enlace covalente c) Enlace metálico

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A)Enlace iónico Elementos entre los que se origina Este enlace se produce cuando se unen un metal con un no metal:  

Los metales tienen tendencia a perder electrones Los no metales tienen tendencia a ganar electrones Cómo se forma el enlace iónico

Cuando se encuentran un metal y un no metal, el metal cede sus electrones de la última capa al no metal, y ambos se quedan con ocho electrones. Después, el metal y el no metal, al tener cargas opuestas, se atraen originando el enlace iónico. Ejemplo de formación de un enlace iónico Un ejemplo es la formación del compuesto químico con enlace iónico, cloruro de sodio, NaCl. 11Na:

1s2 2s2 2p63s1

17Cl: 11Na:

Si pierde un electrón, en su último nivel tiene estructura de gas noble:

1s2 2s2 2p63s2 3p5

Na(g)

•

••

Cl: (g) ••

: 1s2 2s2 2p6

1s2 2s2 2p63s23p6

••

+

+

Si gana un electrón, en su último nivel tiene estructura de gas noble: 17Cl :

•

11Na



Na(g)+

+ :Cl: (g)-  NaCl (s)

•• ____________________________ ↓ Se forma un ión positivo y otro negativo, y por atracción entre cargas de distinto signo se atraen y dan el compuesto sólido NaCI (s)

Estos iones que se han unido, lo hacen colocándose en una red cristalina tridimensional formada por iones positivos y negativos, siendo el enlace iónico la fuerza de unión ( o cohesión) entre dichos iones.

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Formación de redes cristalinas Los compuestos iónicos forman redes cristalinas, en cuyos nudos se colocan los cationes y aniones del compuesto iónico Las fórmulas químicas que representan a un compuesto iónico indican la proporción en la que intervienen los iones en la red. Por ejemplo: -La fórmula del compuesto NaCl indica que hay un ión Na + por cada ión Cl-La fórmula K2O indica que hay dos iones K+ por cada ión O2-La fórmula Al2S3 indica que por cada dos iones Al3+ hay tres iones S2El número de iones que se colocan en la red cristalina es un número indefinido. El único requisito que debe cumplir los compuestos iónicos es que deben de ser eléctricamente neutros, es decir, el número de cargas positivas aportadas por los cationes debe ser igual al número de cargas negativas aportadas por los aniones Concepto de valencia iónica Se llama valencia iónica de un ión al valor de su carga. En el caso del NaCl, la valencia iónica del Na es +1 y la del cloro es -1 Ecuación de disociación de un compuesto iónico Los compuestos iónicos deben de ser eléctricamente neutros, es decir, el número de cargas positivas debe ser igual al número de cargas negativas. Esto se comprueba en la ecuación de disociación de un compuesto iónico. Ecuación de disociación :

MxXm  xMm+ + mXx-

M:metal X: no metal

Propiedades de los compuestos iónicos Las propiedades de los compuestos con enlace iónico son las siguientes: -Son sólidos duros: El enlace iónico es la fuerza de cohesión que une las partículas (iones positivos y negativos). Este enlace iónico es un enlace muy fuerte, por lo que las sustancias iónicas son todas sólidos a temperatura ambiente. El que sean sólidos duros significa que son difíciles de rayar. Rayar significa romper uniones entre átomos enlazados, por lo que, al ser el enlace iónico muy fuerte, es difícil romper la unión entre dos iones opuestos -Tienen altos puntos de fusión y ebullición: al estar los iones tan fuertemente unidos, hay que aplicar una gran energía térmica para separarlos, rompiendo su estructura cristalina

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-Son frágiles: Las estructuras cristalinas de los compuestos iónicos están formadas por el empaquetamiento de iones positivos y negativos, de forma que, cada ión está rodeado de iones de signo opuesto, aunque también tiene próximos iones del mismo signo en la red cristalina, pero más alejados que los de signo opuesto. Este empaquetamiento cristalino, que proporciona una gran dureza, también proporciona una gran fragilidad, ya que un golpe seco puede producir un desplazamiento lateral de los iones y dar lugar a que se enfrenten iones del mismo signo, y con ello se crea una inestabilidad del cristal y, por tanto, una relativa facilidad para la rotura de la red cristalina

-Se disuelven bien en líquidos polares como el agua: La disolución de un sólido iónico se produce por el desmoronamiento de la estructura cristalina sólida, cuando se introducen las moléculas del disolvente en el interior de dicha red cristalina y neutralizan la atracción entre los iones. De este modo los iones se desprenden y se separan de la red cristalina, quedando dichos iones dispersos en la disolución. Para que esto ocurra, el disolvente debe ser altamente polar, como el agua Cuando un sólido iónico se disuelve, se disocia en sus iones, tal como vimos en la ecuación: MxXm  xMm+ + mXx-No conducen la corriente eléctrica en estado sólido, aunque sí la conducen cuando están disueltos en el agua: En estado sólido, los compuestos iónicos no conducen la electricidad, ya que los iones est´na en posiciones fijas, muy retenidos, y no pueden moverse en la red iónica. Pero cuando están disueltos o fundidos en estado líquido, se rompe la estructura cristalina y los iones (cargas eléctricas) quedan libres y pueden conducir la electricidad

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B)Enlace covalente Elementos entre los que se origina Este enlace se produce cuando se unen un no metal con otro no metal. Ambos tienen tendencia a ganar electrones Cómo se forma el enlace covalente Los no metales tienen tendencia a ganar electrones, y cuando se enfrentan entre sí, lo que hacen es compartir electrones para adquirir configuración de gas noble (ocho electrones) -Si comparten dos electrones (o un par de electrones) se dice que se ha formado un enlace covalente -Si comparten dos pares de electrones, se dice que se ha formado dos enlaces covalentes -Si comparten tres pares de electrones , se dice que se ha formado tres enlaces covalentes Gracias al enlace covalente se forman moléculas, las cuales se definen como la unión de un número limitado de atomos (a diferencia de una red cristalina, que está formada por un número ilimitado de átomos o iones). Como ejemplo de moléculas tenemos: H2, O2, F2, N2, P4, S8, CO2... Ejemplo de formación de un enlace covalente Como ejemplo de formación de compuesto químico con enlace covalente estudiamos la molécula de flúor, F2. Sus configuraciones electrónicas son: 1s2 2s2p5 2 2 5 9F: 1s 2s p 9F:

El F adquiere la configuración del Ne

.. .. :F∙(g) + ∙F: (g)  ¨ ¨

.. .. :F : F : ¨ ¨

(g)

Se representa asi la molécula de F2

_ _  ‫׀‬F ―F ‫׀‬

ó F ―F

Comparten los dos átomos de Flúor un par de electrones

Formación de moléculas y sólidos atómicos covalentes Gracias al enlace covalente se forman moléculas, las cuales se definen como la unión de un número limitado de atomos (a diferencia de una red cristalina, que está formada por un número ilimitado de átomos o iones). Como ejemplo de moléculas tenemos: H2, O2, F2, N2, P4, S8, CO2... Las fórmulas químicas que representan a un compuesto covalente indican el número de átomos de cada elemento que hay presentes en la molécula Por ejemplo: -La fórmula del compuesto F2 indica que hay dos átomos de fluor 7

-La fórmula O3 indica que hay tres átomos de oxígeno -La fórmula CO2 indica que hay un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno En algunas ocasiones, el enlace covalente no se da entre un número limitado de átomos sino que las uniones covalentes se producen en todas las direcciones del espacio en un número indefinido de átomos, formándose redes cristalinas covalentes de átomos, las cuales se unen por enlace covalente y en cuyos nudos se encuentran átomos. Ejemplos son el diamante (C ) y el cuarzo (SiO2). A estas sustancias se les llama sólidos atómicos covalentes.

Concepto de valencia covalente La valencia covalente de cada átomo en una molécula coincide con el número de electrones desapareados que tenía cada átomo inicialmente o con el número de enlaces covalentes que haya formado cada átomo en la molécula Enlace covalente apolar y enlace covalente polar a)Enlace covalente apolar Este enlace covalente se origina cuando los átomos que se enlazan por enlace covalente pertenecen al mismo elemento. Esto ocurre en las moléculas homoatómicas u homonucleares, como el H2, O2, F2, Cl2…En este caso, el par o pares de electrones compartidos son atraídos con igual intensidad por los dos núcleos, ya que son átomos idénticos. Vemos un ejemplo de un enlace covalente apolar en una molécula homonuclear Ejemplo: Molécula de Hidrógeno: H2 1H:

1s1

Tirene un solo electrón en su última capa por lo que dará un único enlace covalente

El enlace covalente en la molecula de H2 es un enlace covalente apolar por que el par de electrones compartidos son atraídos con igual intensidad por los dos núcleos de dos dos átomos de hidrógeno b)Enlace covalente polar Este enlace se origina cuando los átomos que se enlazan por enlace covalente pertenecen a elementos químicos diferentes. Uno de los los núcleos (el menos metálico o más electronegativo) atrae a los electrones de enlace con más fuerza que el núcleo del otro átomo (más metálico o más electronegativo), lo cual implica que el par o pares de electrones compartidos se sitúan, en su movimiento, más cerca del núcleo del átomo que más lo atrae. Esto ocurre, por ejemplo, en las moléculas diatómicos hetero nucleares Vemos un ejemplo de un enlace covalente polar en un molécula diatómica heteronuclear. Ejemplo: Molécula de Cloruro de Hidrógeno HCl

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1 1H:1s

17Cl:

1s12s2sp63s23p5

Tiene un sólo electrón en su última capa.Le falta un electrón para tener la configuración del helio Le falta un electrón para tener configuración de gas noble.Compartirá un electrón con el hidrógeno

Cuando se unen por enlace covalente dos átomos diferentes, el átomo menos metálico (o más electronegativo) atrae hacía sí con más facilidad los electrones compartidos, por lo que estos electrones estarán más tiempo situados sobre él. Por ello, se creará sobre dicho átomo cierta carga negativa (δ-), mientras que sobre el otro átomo aparecerá cierta carga positiva (δ+): se ha creado un dipolo y se dice que el enlace está polarizado

La diferencia de carga que hay entre ambos átomos será mayor cuanto mayor sea la diferencia de carácter metálicos (o de electronegatividad) existente entre los átomos que se unen en dicho enlace covalente. En resumen: cuando se enlazan por enlace covalente átomos de diferentes elementos se forma un enlace covalente polar. Dicho enlace covalente estará polarizado debido a que los electrones compartidos están más tiempo sobre un átomo que sobre el otro. En esta situación e se crearán dipolos, qué son moléculas con un extremo positivo y otro negativo Fuerzas intermoleculares El enlace covalente es un enlace fuerte, pero se da en el interior de las moléculas. Sin embargo, fuera de las moléculas, existen otros tipos de uniones, que son, de forma general, bastantes más débiles en fortaleza que el propio enlace covalente, y que se llaman fuerzas intermoleculares. Estas fuerzas intermoleculares tienden a unir las moléculas entre sí. Son fuerzas, en general, bastante débiles, aunque en ocasiones adquieren valores considerables. Estas fuerzas explican el hecho de que las sustancias formadas por moléculas puedan presentarse, no solo en estado gaseoso, sino en estado sólido y líquido De forma general distinguiremos dos tipos de fuerzas intermoleculares: a)Fuerzas intermoleculares en las que están implicados dipolos: Las moléculas que presentan carácter dipolar tienden a unir sus polos (o extremos con carga) con los polos de distinta carga de las moléculas restantes.. Son fuerzas de naturaleza electrostática.

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Estas fuerzas entre dipolos también se presentan en las sustancias moleculares apolares, debido a la aparición de dipolos ocasionales en dichas moléculas, lo que resulta en atracciones entre ellas b)Fuerzas intermoleculares por puentes de hidrógeno: únicamente se presentan en sustancias covalentes donde el hidrógeno está enlazado a átomos de flúor, oxígeno o nitrógeno. En estos enlaces, el hidrógeno presenta uniones muy polarizadas debido al fuerte carácter no metálico (o muy electronegativo) de los átomos de N, F u O a los que está unido. En estas uniones, sobre el átomo de hidrógeno aparece una intensa carga positiva , lo que motiva su tendencia a unirse a las partes negativas de otras moléculas presentas.

Este enlace por puente de hidrógeno explica el hecho de que el agua sea menos densa en estado sólido que en el líquido debido a los huecos que deja la estructura ordenada que presenta el hielo. En el agua líquida hay menos huecos que en el sólido Propiedades en los compuestos con enlace covalente Distinguiremos entre las sustancias moleculares y los sólidos atómicos covalentes 1)Propiedades de las sustancias moleculares a)Estado de agregación: la fuerza de cohesión existente entre las moléculas son las fuerzas intermoleculares, las cuales suelen ser débiles. Esto explica que las sustancias covalentes moleculares se encuentren, a menudo, en forma de gases (H2, O2, F2, N2, P4, S8, CO2 CH4 ..). En el caso de ser sólidos, (como el yodo, I2-, y naftaleno, C10H8), o líquidos (bromo, Br2, agua, H2O), tienen bajas temperaturas de fusión y ebullición (mucho más bajas que las de los compuestos iónicos, donde la fuerza de cohesión el enlace covalente) b)No conducen la corriente eléctrica, ni en estado sólido, ni líquido ni gaseoso. Se debe a que los electrones de enlace están muy retenidos y no tienen libertad de movimiento c)Las sustancias moleculares sólidas son frágiles, quebradizas, blandas y de aspecto céreo d)Las sustancias moleculares apolares se disuelven bien en disolventes poco polares y apolares, como el alcohol o el tetracloruro de carbono. Por el contrario, las sustancias covalentes polares se disuelven en disolventes polares, como el agua. Este hecho se explica porque las moléculas de disolvente se deben interponer entre las partículas del soluto, produciendo la separación de estas, y por tanto, su disolución. Para que el proceso de disolución tenga lugar, las fuerzas atractivas que se deben establecer entre el soluto y el disolvente deben ser del mismo orden. Por tanto, los solutos no polares se disuelven en disolventes no polares y los solutos polares en disolventes polares (El semejante disuelve al semejante) 2)Propiedades de sólidos atómicos covalentes Los sólidos cristalinos, como el diamante ( C ), o el cuarzo (SiO 2) están formados por átomos unidos entre sí por enlaces covalentes originando una red cristalina tridimensional Por ejemplo, en el diamante, cada carbono se une mediante cuatro enlaces covalentes a otros tantos átomos de carbono, y así sucesivamente, formando una red cristalina tridimensional. La fórmula del diamante es C que representa una red que tiene como único elemento el C

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En el cuarzo, cada átomo de silicio de la red se une a cuatro átomos de oxígeno, y cada átomo de oxígeno de la red se une a dos átomos de silicio. La fórmula SiO2 no representa una molécula, sino la estequiometria de la red (un átomo de Si por cada dos átomos de O) Las propiedades de los sólidos atómicos covalentes son: -Gran dureza -Altas temperaturas de fusión y ebullición -Son prácticamente insolubles en cualquier disolvente -No conducen el calor ni la electricidad

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C)Enlace metálico Elementos entre los que se origina Este enlace se produce cuando se unen un metal consigo mismo o con otro metal. Ambos elementos tienen tendencia a ceder electrones Cómo se forma el metálico Para explicar el enlace metálico se usa el modelo de los electrones deslocalizados, propuesto en 1900 por el alemán Paul Drude, en la que cada metal en estado sólido está formado por un red de iones positivos, entre las que se mueven libremente los electrones de valencia, formando una nube electrónica, la cual es la responsable de la unión de los “iones positivos” (restos positivos) dentro de la red Por tanto, la red metálica es una red cristalina formada por un conjunto muy elevado de átomos del metal, sin que haya moléculas o un conjunto de cationes con sus aniones enfrentados como en los compuestos iónicos. Los electrones de valencia de los átomos en la red está deslocalizados, lo que significa que no se pueden asignar a átomos concretos en la red metálica

Ejemplo de formación de un enlace metálico Por ejemplo, en el caso del Litio metálico, cada átomo de Litio” libera” su electrón de valencia (tiene un electrón en su capa de valencia) , el cual forma parte del gas electrónico. Los “cationes” metálicos forman un red cristalina, a través de la cual se mueve el gas de electrones enlazando el conjunto

Formación de sólidos atómicos metálicos En los compuestos metálicos, son todos sólidos ( a excepción del mercurio) y están constituidos por una red cristalina, en cuyos nudos se colocan un número indefinido de átomos metálicos. No forman, por tanto, moléculas, sino que forman sólidos atómicos metálicos

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Se representan estos compuestos mediante el símbolo del elemento, el cual simboliza una red de un número indefinido de átomos metálicos. Por ejemplo, hierro: Fe; Sodio: Na; Plata: Ag.;… Propiedades de los compuestos con enlace metálico a)Estado de agregación: la fuerza de cohesión existente entre los átomos metálicos es el propio enlace metálico, que es un enlace fuerte. Esto explica que todos los metales sean sólidos, con la excepción del mercurio. Estos átomos se ordenan en el estado sólido formando una red cristalina

b)Altas temperaturas de fusión y ebullición: el enlace metálico es fuerte, por ello es difícil separar los átomos que forman la red c)Tiene alta densidad: los átomos de los metales se encuentran muy empaquetados en sus estructuras cristalinas d)Son resistentes a la deformación (tenaces): Se pueden deformar sin que se produzca la fractura del cristal, como ocurre en los compuestos iónicos, se debe al hecho de que toda la deformación en el metal implica un deslizamiento de los iones positivos de la red, sin que la red apenas sufra, gracias a la gran movilidad de los electrones de valencia

e)Son dúctiles y maleables: debido a la propiedad anterior se pueden estirar en hilos (dúctiles) o en láminas (maleables) f)Forman cationes metálicos con facilidad: La posibilidad que tienen los metales de liberar cationes se debe a la movilidad de los electrones de valencia, pues estos pueden ser arrancados fácilmente y el metal se transforma en un catión (carácter metálico)

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g)Átomos de otros elementos en la red y huecos: puesto que lo característico de la estructura metálica es la presencia de una nube electrónica entre los huecos que dejan el conjunto de los iones positivos que forman la red, la sustitución de algunos de estos iones por los de otro metal no altera de forma sustancial la estabilidad del conjunto e incluso hasta puede mejorar alguna propiedad, como la dureza, si se escoge adecuadamente el metal sustituto para formar la aleación y hasta también es posible que queden algunos agüero pertenecientes a algún ión en la red h) Suelen ser duros: como rayar es romper enlaces entre dos átomos contiguos, al ser el enlace metálico fuerte, los compuestos metálicos son duros i)Brillo metálico: está relacionado con el gas de electrones j)Conductores del calor y la electricidad: son buenos conductores del calor y la electricidad debido a la movilidad del gas de electrones k)Las propiedades metálicas enunciadas en los apartados anteriores están ligadas al estado sólido y líquido. Los vapores de un metal no tienen las propiedades metálicas más características

5.-Enlace químico Un resumen de los tipos de enlace es el siguiente: Tipos de elementos que se unen Metal No metal No metal No metal Metal Metal

Tipo de enlace Iónico Covalente Metálico

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REGLAS BREVES PARA ESCRIBIR LOS ENLACES ENTRE ÁTOMOS Notación de Lewis La representación de Lewis toma como base el símbolo del elemento químico y distribuye a su alrededor los electrones de la capa de valencia. Hasta los cuatro primeros electrones, se colocan uno a cada lado del símbolo (arriba. abajo, a derecha y a izquierda), y si el elemento tiene más electrones, se reparten uno a cada lado de los anteriores, formando parejas Reglas para conocer el tipo de enlaces entre átomos Las reglas para formar enlaces químicos y poder describir algunos compuestos son las siguientes: 1)Escribir la configuración electrónica de los átomos que se unen para ver cuántos electrones tienen en su última capa 2)Ver qué necesita cada átomo para parecerse al gas noble más próximo (ganar o perder electrones) 3)Ver qué átomos se unen para averiguar el tipo de enlace que se originará entre ellos teniendo en cuenta que: -Si se une un metal con un no metal: enlace iónico -Si se une dos no metales: enlace covalente -Si se unen dos metales: enlace metálico 4)Realizar el enlace (mediante notación de Lewis o dibujos que representen los átomos con los electrones de la última capa) Reglas de formación de compuestos iónicos a)Escribir las configuraciones electrónicas de cada átomo , estudiar qué le falta para parecerse al gas noble más próximo perdiendo o ganando electronesr b)Calcular cuántos electrones tienen que ganar o perder para tener configuración de gas noble c)Formar los iones y ver cómo se construye el compuesto iónico calculando cuantos son los iones necesarios positivos y negativos para que el compuesto sea eléctricamente neutro xMm+ + mXx-  MxXm M:metal X: no metal d)Formar el compuesto sólido e)Calcular la valencia iónica de cada átomo en el compuesto, la cual coincide con la carga que tiene cada uno en el compuesto iónico. Reglas de formación de compuestos covalentes a)Escribir la configuración electrónica de los átomos que se enlazan b)Ver el número de electrones desapareados que tienen o pueden tener cada átomo. Estos electrones desapareados son los que van a poder formar enlace covalente c)Estudiar como adquieren configuración de gas noble y calcular cuántos electrones tienen que compartir para adquirir dicha configuración de gas noble d)Formar la molécula. Cada par de electrones compartido es un enlace covalente e)Calcular la valencia covalente de cada átomo en la molécula, la cual coincide con el número de electrones desapareados que tenía cada átomo inicialmente o con el número de enlaces covalentes que haya formado cada átomo en la molécula Cálculo de número de electrones que se comparten en una molécula Recordar: Colocar como átomo central al menos metálico de todos, con la excepción del hidrógeno 1.-Se suma el número total de electrones disponibles en la capa externa de todos los átomos de la molécula: A (Para iones con carga negativa, se suma al total el número de electrones igual a la carga del anión, para iones con carga positiva, se resta el número de electrones igual a la carga del catión) 2.-Se calcula la capacidad total de los electrones de las capas externas de todos los átomos de la molécula o ión, N. Para ello se suman el número de electrones en la capa de valencia que requieren todos los átomos de la molécula o ión para adquirir configuración de gas noble. Serán por cada átomo ocho electrones, excepto para el hidrógeno, que serán dos. (según apuntes de Internet: esta regla se basa en la

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regla del octeto. Algunos átomos no cumplen la regla del octeto todas las veces, como los metales de transición entre otros. Estos son Al, Be, B, N , P y S ) 3.-El número total de electrones compartidos en la molécula, S, se calcula: S = N-A El número total de enlaces: S/2 = (N-A)/2 4.-Se colocan los electrones, S, como pares compartidos entre los átomos que forman enlaces, usando dobles o triples enlaces, en caso necesario. 5.-El resto de electrones, (A-S ), se colocan como pares no compartidos para completar el octeto de todos los átomos (con excepción del hidrógeno que solo puede compartir dos electrones) IMPORTANTE (Según apuntes de Internet: Distribuir los enlaces y los electrones no compartidos en las estructuras básicas posibles. Observar en cada caso que se cumple la regla del octeto, donde sea posible. El elemento oxígeno y los halógenos siempre lo cumplen) IMPORTANTE: LOS ÁTOMOS DE LA MOLÉCULA FINAL DEBEN CUMPLIR TODOS EL OCTETO, A EXCEPCIÓN DEL HIDRÓGENO

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Ejercicios de enlace químico 4º ESO Ejercicios de clasificación de los elementos químicos 1.-a)Escribe la configuración electrónica de los elementos siguientes: 19K 12Mg 31Ga 15P 34Se 9F 14Si b)Indica cómo actuarían los átomos de los elementos anteriores para adquirir estructura de gas noble (ganando o perdiendo electrones según el caso) 2.-Escribe la configuración electrónica de los siguientes iones: + 2+ 3+ 322+ 3+ 19K 12Mg 31Ga 15P 34Se 9F 26Fe 26Fe

2+ 28Ni

Ejercicios de enlace iónico Previamente leer reglas de formación de enlace iónico 3.-Explica cómo se realizan los enlaces iónicos en los compuestos siguientes: 1)NaF 2)CaCl2 3)Na2O 4)MgS 5)AlBr3 7)Ca3P2

6)Rb3As

8)PbSe2

Leer estas reglas de disociación de un compuesto iónico; Para disociar un compuesto iónico en sus iones, se disocian en una parte positiva y otra negativa: -La parte positiva son tantos cationes con una carga positiva igual al número de electrones perdidos en un número igual al de su subíndice en la fórmula -La parte negativa son tantos aniones con una carga negativa igual al número de electrones ganados en un número igual al de su subíndice en la fórmula

MxXm  xMm+

+

mXx-

4.-Indica qué iones tienen los compuestos siguientes: LiF

BaO

BeF2

Ca3N2

K2S

AlF3

Ca3N2

AlP

5.-Escribe la reacción de disociación de los siguientes compuestos iónicos: KBr

MgF2

Li2S

SrO

GaCl3

Na3P

Be3N2

SnTe2

GaN

Ejercicios de enlace covalente Previamente leer reglas de formación de enlace covalente Recordar aplicar: A: suma de número de electrones de capa de valencia N:suma de número de electrones como si todos los átomos fuera gases nobles (recordar para el hidrógeno que son dos electrones) S: número de electrones compartidos S= N-A Nº total de enlaces= S/2 Electrones no enlazados= A-S Pares de electrones compartidos= (A-S)/2 Recordar: Colocar como átomo central al menos metálico de todos, con la excepción del hidrógeno 6.-Explica cómo se forma los enlaces covalentes en las moléculas siguientes e indica su posible polaridad: Cl2 NH3

H2 CH4

HCl CO2

H2O PCl3

O2 (enlace doble) CS2

N2(enlace triple) CCl4

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Ejercicios de enlace de 3º ESO 1.-Ejercicio dictado Mirando la posición de los siguientes elementos en la tabla periódica : Na Ca Al P S F a)Indica los electrones de su última capa b)Indica cómo consiguen tener configuración de gas noble más próximo en la tabla periódica 2.-Ejercicio dictado Indica el tipo de enlace que hay entre las siguientes parejas de átomos: a)F y Cs b)I y I c) Na y Na d) Ca y s e) N y Cl f)Fe y Co 3.-Ejercicio 5 pag 75 SM Aceptando que solo son iónicos los compuestos formados por metal y no metal, ¿cuáles de los siguientes compuestos no lo son? KCl CO2 CCl4 NaI KBr 4.-Ejercicio 6 pag 75 SM a)¿Conduce la corriente eléctrica un cristal de cloruro sódico? b)¿Por qué un compuesto iónico es conductor cuando está fundido o disuelto? 5.-Ejercicio 7 pag 76 SM El estado de agregación de una sustancia a temperatura ambiente depende del tipo de enlace entre sus átomos ¿Por qué las sustancias moleculares son gases o líquidos a temperatura ambiente? ¿Por qué el diamante es sólido? 6.-Ejercicio 8 pag 76 SM Clasifica las siguientes sustancias según tengan enlace iónico o covalente: SiO2 KCl Na2S Br2 Las reglas para formar enlaces químicos y poder describir algunos compuestos son las siguientes: 1)Escribir la configuración electrónica de los átomos que se unen para ver cúantos electrones tienen en su última capa 2)Ver qué necesita cada átomo para parecerse al gas noble más próximo (ganar o perder electrones) 3)Ver qué átomos se unen para averiguar el tipo de enlace teniendo en cuenta que: -Si se une un metal con un no metal: enlace iónico -Si se une dos no metales: enlace covalente -Si se unen dos metales: enlace metálico 4)Realizar el enlace (mediante notación de Lewis o dibujos que representen los átomos con los electrones de la última capa) 7.-Ejercicio dictado Siguiendo las recomendaciones para forman enlaces, describe cómo sería el enlace en el compuesto LiF 8.-Dictar este ejercicio Siguiendo las recomendaciones para formar enlaces, describe cómo serían la molécula de H 2 9.-Ejercicio 9 pag 76 SM Representa, mediante diagramas de Lewis, la molécula de cloro (Cl2) y la de cloruro de hidrógeno (HCl) (Sigue las recomendaciones para formar enlaces) 10.-Ejercicio 10 pag 77 SM Si calientas un extremo de una barra de cobre a la llama mientras la sujetas por el otro extremo: a)¿Sentirás calor en tu mano al cabo de un cierto tiempo? b)¿Ocurriría lo mismo si la barra fuera de una sustancia iónica? 11.-Ejercicio 11 pag 77 SM Tanto las redes cristalinas iónicas como las redes cristalinas metálicas poseen iones en su estructura a)¿Qué diferencias hay entre ambos tipos de redes? b)Diseña un experimento que permita distinguir cristales de cada clase Pensar en estudiar para otro curso los enlaces en moléculas:

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H2 (enlace sencillo) Cl2 (enlace sencillo) O2 (enlace doble) N2 (enlace triple) Pensar en explicar otros compuestos: -Con enlace iónico: LiF CaF2 AlCl3 -Con enlace covalente: H2O NH3 -Revisar el enlace metálico en elementos como Fe, Ni, Co, Cu, Zn

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