lunes, 15 de septiembre de 2008

Que es un enlace quimico

Unión química entre dos átomos enlazados, considerando las interacciones entre los electrones de valencia de enlazamiento químico.
Los compuestos están formados por agrupaciones de átomos, moléculas o iones(con carga positiva o negativa) manifestándose en todos ellos una fuerza de unión, fenómeno llamado enlace químico.

La configuración electrónica cumple un rol muy importante; al configurar el nivel más externo de los átomos, llamados nivel de valencia, donde se encuentran electrones de valencia que tiende a alcanzar mayor estabilidad adoptando la configuración de un gas noble.
Prácticamente todas las sustancias que encontramos en la naturaleza están formadas por átomos unidos. Las intensas fuerzas que mantienen unidos los átomos en las distintas sustancias se denominan enlaces químicos.¿Por qué se unen los átomos?Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados.Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles.Los gases nobles tienen muy poca tendencia a formar compuestos y suelen encontrarse en la naturaleza como átomos aislados. Sus átomos, a excepción del helio, tienen 8 electrones en su último nivel. Esta configuración electrónica es extremadamente estable y a ella deben su poca reactividad.Podemos explicar la unión de los átomos para formar enlaces porque con ella consiguen que su último nivel tenga 8 electrones, la misma configuración electrónica que los átomos de los gases nobles. Este principio recibe el nombre de regla del octeto y aunque no es general para todos los átomos, es útil en muchos casos.Distintos tipos de enlacesLas propiedades de las sustancias dependen en gran medida de la naturaleza de los enlaces que unen sus átomos.Existen tres tipos principales de enlaces químicos: enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico. Estos enlaces, al condicionar las propiedades de las sustancias que los presentan, permiten clasificarlas en: iónicas, covalentes y metálicas o metales.


Regla del octeto y estructura de Lewis

A inicios del siglo XX, en 1916, de manera independiente, los científicos Walter Kossel y Gilbert Lewis concluyeron que la tendencia que poseen los átomos de lograr estructuras similares a las del gas noble más cercano explica la formación de los enlaces químicos. Esta conclusión es mundialmente conocida como laRegla del Octeto y se enuncia de la siguiente manera:

“Cuando se forma un enlace químico los átomos reciben, ceden o comparten electrones de tal forma que la capa más externa de cada átomo contenga ocho electrones, y así adquiere la estructura electrónica del gas noble más cercano en el sistema periódico”.

No obstante, hay muchas excepciones a esta regla y hasta se han logrado sintetizar algunos compuestos de los gases nobles.

Una de las claves de la comprensión de la fuerza motriz del enlazamiento químico, fue el descubrimiento de los gases nobles y su comportamiento químico relativamente inerte. Los gases nobles han sido utilizados cuando se ha hecho necesario tener una sustancia inactiva. Los buzos normalmente usan una mezcla de nitrógeno y oxígeno a presión para respirar bajo el agua. Sin embargo, cuando esta mezcla de gases es usada en profundidades, donde la presión es muy alta, el gas nitrógeno es absorbido por la sangre, con la posible consecuencia de causar desorientación mental. Para evitar este problema, se puede sustituir por una mezcla de oxígeno y helio. El buzo todavía obtiene el oxígeno necesario, pero el inactivo helio que se disuelve en la sangre no causa desorientación mental. El único inconveniente radica en que la menor densidad de la mezcla puede cambiar el ritmo de la vibración de las cuerdas vocales, y el buzo puede emitir sonidos similares al del pato Donald.


Clasificación de las sustancias de acuerdo a sus propiedades


La materia que nos rodea se presenta en forma de sustancias con distinto aspecto y propiedades. El conocimiento de estas propiedades puede aportar alguna información acerca de las fuerzas que hacen unirse a las partículas en una sustancia. Así, por ejemplo, los puntos de fusión y ebullición de las diversas sustancias son indicativos de la mayor o menor fuerza de enlace entre las partículas (átomos, iones o moléculas) que constituyen el sólido o líquido. Por otra parte si una sustancia en determinadas condiciones conduce la corriente eléctrica, podría pensarse también en la existencia de partículas cargadas. Otras propiedades pueden ser la solubilidad, la facilidad de deformación o fragilidad de los sólidos, etc.

La diversidad de propiedades existentes (densidad, temperaturas de fusión y ebullición, dureza, solubilidad en diferentes líquidos, conductividad,..) hace que resulte difícil clasificar en unos pocos grupos a todas las sustancias y cualquier regla que se establezca para ello dejará fuera a sustancias con propiedades intermedias o atípicas. No obstante, a pesar de ello ha sido posible clasificar a la mayor parte de las sustancias en tres grandes grupos que evidencian la existencia de cuatro formas fundamentales de unión entre los átomos, es decir de cuatro tipos de enlace:

 En primer lugar nos encontramos con sustancias como el cloruro de sodio, yoduro de potasio, cloruro de magnesio, etc… que son compuestos de aspecto cristalino, frágiles y con elevados puntos de fusión y ebullición. Son, en general, más o menos solubles en disolventes del tipo del agua y no lo son en disolventes del tipo del benceno. No son conductores de la corriente en estado sólido, pero sí cuando se presentan fundidos o en disolución. La existencia de este tipo de sustancias, entre las que hemos citado como ejemplos típicos a las sales, está ligada a una forma de enlace que, por razones que luego veremos, se denomina enlace iónico, designando consecuentemente dichas sustancias comocompuestos iónicos.
 En segundo lugar, nos encontramos con sustancias como el oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, dióxido de carbono, naftaleno, agua, amoniaco, etc, muchas de las cuales se encuentran, a temperatura y presión ordinarias, en forma de gases constituidos por moléculas de una gran estabilidad pues resisten, en general, temperaturas elevadas sin descomponerse. En cambio cuando se hallan en estado sólido o líquido tienen por lo general bajos puntos de fusión y de ebullición. Por otra parte, los sólidos de esta clase no se disuelven en disolventes del tipo del agua, haciéndolo en los del tipo del benceno y no conducen la corriente eléctrica en estado líquido ni tampoco lo hacen sus disoluciones. El comportamiento de estas sustancias hace suponer la existencia de fuertes uniones intramolecularesdada la estabilidad de dichas moléculas, y de débiles uniones intermoleculares, teniendo presente la facilidad con que se logra separar las moléculas. Es decir, se pone de manifiesto la existencia en este tipo de sustancias de dos formas de enlace asociadas, denominándose a la primera enlace covalentey conociéndose las débiles interacciones intermoleculares como fuerzas de van der Waals (profesor de la Universidad de Amsterdam, premio Nobel en 1910, que modificó la ecuación general de los gases teniendo en cuenta, entre otras cosas, que entre sus moléculas podían existir fuerzas de atracción). En algunos casos se presenta sólo una de estas formas de unión. Así, se ha conseguido solidificar a los gases nobles que en condiciones normales se presentan como gases formados por átomos sueltos, en esos sólidos sólo estarán presentes, pues, las débiles fuerzas de van der Waals que aquí se ejercen entre partículas monoatómicas. Por otra parte el diamante, carbono puro, es un ejemplo de sustancia cuyos cristales constituyen verdaderas moléculas gigantes en las que todas las uniones entre átomos de carbono tienen las características del enlace covalente.
 Por último, nos referiremos a los metales, cuya propiedad más típica es su carácter conductor del calor y la electricidad en estado sólido. Los metales constituyen más de las tres cuartas partes de los elementos del sistema periódico por lo que no es de extrañar que exista una gran variedad en propiedades tales como dureza, punto de fusión, etc. Muchos de ellos tienen un brillo característico y son fácilmente deformables, es decir, son dúctiles y maleables (se separan fácilmente en hilos y láminas). El tipo de enlace existente entre los átomos de un metal se denomina, por razones evidentes, enlace metálico.

Electronegatividad

Linus Pauling definió la electronegatividad como La capacidad que tienen los átomos de atraer y retener los electrones que participan en un enlace químico. La electronegatividad se ha establecido en escala de 0 hasta 4. Pauling asignó de manera arbitraria un valor de 4 al fluor que es el elemento con más capacidad para atraer electrones. En química los valores de electronegatividad de los elementos se determinan midiendo las polaridades de los enlaces entre diversos átomos. La polaridad del enlace depende de la diferencia entre los valores de electronegatividad de los átomos que lo forman.


EXPERIMENTO

Hipótesis: Dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo.




Objetivo: Observar que la materia ocupa su propio espacio.




Material: tres botellas transparentes iguales , dos platos desechables, 2 vasos desechables transparentes , navaja, agua , sal , leche ,azúcar , 1 pepino , 2 huevos crudos , alcohol, 1 agitador de bebidas, lápiz , cinta adhesiva, color vegetal azul .




Metodología
a) Influencia de la concentración de sales en tejidos

- Colocar agua en dos platos desechables

- Marcar un plato, después agregar tres cucharadas de sal y agitar hasta disolución

- Cortar cuatro rebanadas delgadas de un pepino

- Colocar dos rebanadas en cada plato

- Esperar 30 minutos y observar

b) Medición del volumen de dos líquidos mezclados

-Marcar en dos vasos desechables transparentes una altura determinada que sea igual en ambos

- Pegar una tira de cinta engomada a una botella transparente

- Llenar un vaso con agua y vaciarlo a la botella transparente

-Marcar con un “1” en la cinta, el lugar al que llegó el agua

- Volver a llenar con agua el vaso hasta la marca

- Vaciarlo a la botella y marcar en la cinta con un “2” el lugar al que llegó el agua

- Quitar el agua de la botella totalmente

- Volver a llenar el vaso con agua hasta la marca y añadir 3 gotas de color azul vegetal

- Pasar el agua azul a la botella y ver si llegó a la marca “1”

- Llenar el vaso no utilizado con alcohol hasta la marca

- Con ayuda del agitador lentamente y por las paredes dejar escurrir el alcohol procurando tomar dos fases

- Observar si el nivel llega a la marca “2”

- Mezclar suavemente los dos líquidos y observar hasta donde llega la superficie
de ambos

- Explicar qué pasa

c) Medición del volumen de un liquido y sólido mezclados

-Marcar dos vasos hasta una altura determinada igual que en el punto anterior

- En uno de los vasos colocar azcar hasta la marca

- En la botella marcada anteriormente, pero seca, se coloca el azúcar

- Llenar el vaso que queda con agua hasta la marca

- Vaciar el agua en la botella y ver hasta donde llega, hacer una marca

- Agitar suavemente hasta lograr que se disuelva todo o casi todo el azúcar y hacer otra marca

- Observar que sucede y explicar

d) Flotación de un sólido en un liquido

-Colocar en dos vasos la misma cantidad de agua

- A un vaso añadir dos cucharas de sal y disolver

- Al otro vaso agregarle una cucharada de leche

- Poner en cada vaso un huevo crudo

- Esperar unos 3 minutos y observar

Después de hacer todos los experimentos, realiza variantes, discute tus resultados y saca conclusiones




Conceptos revisados :Solución, concentración, solubilidad, mezcla, miscibilidad, volumen, materia, masa, peso, densidad, flotación,
homogeneidad, estratificación enlaces químicos, osmosis, deshidratación, equilibrio, puente de hidrogeno y plasmolisis.




Conclusiones:
Al combinar 2 o más sustancias diferentes, éstas pueden o no reaccionar entre sí

Si las sustancias no reaccionan y conservan sus propiedades individuales se forman una mezcla de la cual se pueden separar sus componentes

Si la mezcla es de 2 sólidos cada uno ocupa su lugar en el espacio y se visualiza claramente, es una mezcla heterogénea

Se confirma así la ley de la impenetrabilidad

Es una mezcla de un líquido y un sólido soluble en el líquido se forma una disolución

En una disolución las partículas pequeñas del sólido se entremezclan con las partículas del líquido y es así como no se ven

Todas las disoluciones son mezclas homogéneas

Los volúmenes de los componentes de una mezcla homogénea no se suman

Una disolución acuosa de sal no penetra los tejidos biológicos

El agua si se puede salir de los tejidos biológicos

Al añadir sal al agua se aumenta su densidad

Al aumentar la densidad del agua algunos objetos flotan






los enlaces quimicos son cobalente y ionico