COLEGIO MONTEBELLO INSTITUCIÓN EDUCATIVA DISTRITAL RESOLUCIÓN DE INTEGRACIÓN No. 1721 DE JUNIO DEL 2002 NIT 830.016.596 – 9 GUÍA No. 4 QUÍMICA- ENLACES QUÍMICOS- GRADO OCTAVO- CUARTO PERIODO NOMBRE:______________________________________________________________ CURSO: _______ INDICADORES DE LOGRO CUARTO PERIODO: 1. Explica algunos fenómenos de la naturaleza relacionados con los enlaces químicos. 2. Aplica ejercicios sobre los tipos de enlace químico. 1. CONTEXTO: INSTANCIA VERIFICADORA Práctica de laboratorio: “Estudio de Propiedades de sustancias con diferentes tipos de enlace” Ejercicios de Acción y Evaluación. Valoración de cuaderno Evaluación Bimestral ENLACES QUIMICOS Mientras que sólo hay alrededor de 118 elementos catalogados en la tabla periódica, obviamente hay más substancias en la naturaleza que los 118 elementos puros. Esto es porque los átomos pueden reaccionar unos con otros para formar nuevas substancias denominadas compuestos. Un compuesto se forma cuando dos o más átomos se enlazan químicamente. El compuesto que resulta de este enlace es química y físicamente único y diferente de sus átomos originarios. Miremos un ejemplo. El elemento sodio es un metal de color plateado que reacciona tan violentamente con el agua que produce llamas cuando el sodio se moja. El elemento cloro es un gas de color verdoso que es tan venenoso que fue usado como un arma en la Primera Guerra Mundial. Cuando estos químicos se enlazan, estas dos peligrosas substancias forman un compuesto, el cloruro de sodio. ¡Este es un compuesto tan inofensivo que nos comemos todos los días - la sal de mesa común! En 1916, el químico americano Gilbert Newton Lewis propuso que los enlaces químicos se formaban entre los átomos porque los electrones de los átomos interactuaban entre ellos. Lewis había observado que muchos elementos eran más estables cuando ellos contenían ocho electrones en su envoltura de valencia. Él sugirió que los átomos con menos de ocho valencias de electrones se enlazaban para compartir electrones y completar sus envolturas de valencia. Mientras que algunas de las predicciones de Lewis han sido desde entonces probadas como incorrectas (el sugirió que los electrones ocupaban orbitas en forma de cubos), su trabajo estableció la base de lo que se conoce hoy en día sobre los enlaces químicos. Sabemos que hay dos principales tipos de enlaces químicos, iónicos y covalentes. Con base en la lectura del tema en libros de Biología (Tierra 8), conteste y realice las siguientes actividades en su cuaderno: 1.1. ¿Qué es un enlace químico y por qué los átomos se enlazan? 1.2. ¿Qué es la electronegatividad, cómo varía a través de la tabla periódica y represéntela en la misma. 1.3. ¿Qué es el potencial de ionización, cómo varía a través de la tabla periódica y represéntela en la misma. 1.4. Defina y de un ejemplo de enlace iónico. ¿Qué valor debe dar la diferencia de electronegatividades entre los elementos para que el enlace sea iónico? 1.5. ¿Qué es un catión y un anión? De un ejemplo de cada uno. 1.6. Defina y de un ejemplo de enlace covalente. ¿Qué valor debe dar la diferencia de electronegatividades entre los elementos para que el enlace sea covalente? 1.7. Defina y de un ejemplo de enlace covalente polar. ¿Qué valor debe dar la diferencia de electronegatividades entre los elementos para que el enlace sea polar? 1.8. Defina y de un ejemplo de enlace covalente apolar. ¿Qué valor debe dar la diferencia de electronegatividades entre los elementos para que el enlace sea apolar? 2. EXPERIENCIA: “Estudio de Propiedades de sustancias con diferentes tipos de enlace” Introducción: Mediante propiedades como la solubilidad y la conductividad es fácil predecir qué tipo de enlace es el que presenta un determinado compuesto Objetivo: Averiguar el tipo de enlace que presentan determinadas sustancias de acuerdo con sus propiedades: dureza, solubilidad, puntos de fusión y conductividad. Fundamento Teórico: Las propiedades que se van a estudiar son diferentes para los compuestos covalentes, iónicos y metálicos. 1 DUREZA SOLUBILIDAD PUNTO DE FUSIÓN CONDUCTIVIDAD COVALENTE MOLECULAR Blando En disolventes apolares Bajo Mal conductor COVALENTECRISTALINO Muy duro No se disuelve Muy alto No conduce IÓNICO duro En disolventes polares Alto Conduce en disolución METÁLICO variable No se disuelve Variable Mal conductor Materiales: Azufre, sal, arena, sacarosa, agua, xileno, naftaleno, sulfato de cobre, zinc, mechero, tubos de ensayo, espátula, pinzas, vasos de precipitado, pila, bombilla, electrodos Procedimiento: Estos son los distintos pasos que debemos seguir para averiguar cada una de las propiedades de dichos elementos: a. Dureza: Presione con la espátula las distintas sustancias y anote lo que observa. b. Solubilidad: Con la espátula coloque en cinco tubos de ensayo un poco de cada una de las sustancias y añada agua hasta la mitad de cada tubo. Agite y deje reposar. Observe en todos los casos que se disuelve con rapidez, fácil o difícilmente, mucho, poco o nada. c. Haga lo mismo con otros cinco tubos de ensayo, pero esta vez añada xileno en lugar de agua. d. Puntos de fusión: En cinco tubos de ensayo limpios y secos, coloque un poco más de cada una de las sustancias. Acérquelos a la llama del mechero durante 30 segundos y anote lo observado. e. Conductividad: Vaya poniendo en el vaso de precipitados cada una de las sustancias sólidas y aplique los terminales de los electrodos de cobre, previamente conectados a la pila y la bombilla, como indica la figura. Observe si conducen o no. Haga lo mismo, pero ahora poniendo las disoluciones solubles de la segunda parte del experimento en lugar de los sólidos. Análisis y conclusiones: a. Anote todo lo que haya observado en la siguiente tabla: Azufre Sal Arena Cinc Sacarosa Sulfato de Naftaleno S NaCl SiO2 Zn C12H22O11 cobre CuSO4 C10H8 Dureza Solubilidad en agua Solubilidad en xileno Punto de fusión Conductividad en estado sólido Conductividad en disolución b. c. d. e. ¿Qué tipo de enlace presentan cada una de las sustancias analizadas? Explicando el por qué de cada una ¿Qué indica, respecto al tipo de enlace que representa, que una sustancia sea soluble en agua? y que lo sea en xileno? ¿Las sustancias iónicas conducen la electricidad en estado sólido? Y en disolución? ¿Cómo es la conductividad en los metales? Tomado de: http://issuu.com/redtic/docs/atomo2 3. ACCIÓN Y EVALUACIÓN: Las Estructuras de Puntos de Lewis: Las estructuras de puntos de Lewis son una taquigrafía para representar los electrones de valencia de un átomo. Las estructuras están escritas como el elemento del símbolo con puntos que representan los electrones de valencia. Abajo están las estructuras de Lewis para los elementos en los dos primeros períodos de la Tabla Periódica. Las Estructuras de Puntos de Lewis Las estructuras de Lewis también pueden ser usadas para mostrar el enlace entre átomos. Los electrones que se enlazan se colocan entre los átomos y pueden ser representados por un par de puntos, o un guión (cada guión representa un par de electrones, o un enlace). Abajo están las estructuras de Lewis para el H2 y el O2. H2 H:H H-H o O2 O=O Realice los ejercicios de Acción y Evaluación que aparecen en la guía que se encuentra colgada en la página del colegio. 2 EJERCICIOS: 3. ACCIÓN: 3.1. Represente los símbolos electrónicos de Lewis de los elementos: Na, S, P, Cl, Al. 3.2. Represente mediante estructuras de Lewis los siguientes enlaces químicos, indicando el tipo de enlace formado: a. K2S _________________________ b. Cs2O _________________________ c. CaI2 _________________________ d. Al2O3 ________________________ e. CO2 _________________________ f. N2 _________________________ g. NaCl _________________________ 4. EVALUACIÓN: 4.1. Ordene de menor a mayor, los siguientes átomos de acuerdo con el valor de su electronegatividad: Fe, H, Cl, P, Ca, F, K,O, N, Na, Cu, S. 4.2. Haciendo uso de los valores de electronegatividad, ordene los siguientes enlaces en forma creciente de polaridad: Na-Cl, H-H, As-F, O-F, NH. ¿Cuáles de estos enlaces son iónicos? ¿Cuáles son no polares? 4.3. Haciendo uso de los valores de electronegatividad, ordene los siguientes enlaces de mayor a menor: Na-S, H-F, O-Cl, C-N, O-Ag, K-S. ¿Cuáles de estos enlaces son iónicos? ¿Cuáles son covalentes polares? 4.4. Represente los electrones de valencia de los siguientes elementos del periodo 2 : Li, Be, B, C, N, O, F, Ne. Utilice los símbolos electrónicos de Lewis. 4.5. Utilizando los símbolos de Lewis, represente las moléculas de BaCl2, HClO, H2S, NH3. 4.6. Calcule la carga de los siguientes iones y diga cuáles son catines y cuáles aniones: a. F-1 : p+ =9; e- =10 b. Al+3 : p+ =13; e- =10 c. K+1 : p+ =19; e- =18 d. N-3 : p+ =7 e- =10 4.7. Con base en la tabla de electronegatividades, escriba los tres elementos más electronegativos y los tres menos electronegativos. 4.8. Organice en forma creciente de electronegatividad los siguientes átomos: H, Zn, Sn, Po, F, Pt, Co, Sb, Sr. 4.9. Organice en forma creciente, los siguientes enlaces, de acuerdo con su polaridad: N-N, Hg-Cl, Cd-O, K-I, O-O, V-O, Cd-Cl, Al-I, Bi-O, H-H. 4.10. Escriba las fórmulas de Lewis para las siguientes moléculas: Cl2, O2, NO, BF3, H2S. 4.11. Escriba los aniones o cationes, con su respectiva caga, de los iones presentes en los siguientes compuestos: KBr, CaCl 2, GaF3, FeS, K2O, LiBr, Ca3P2. 4.12. De los siguientes compuestos, establezca cuáles son iónicos y cuáles covalentes: BaF 2, KF, Li2S, SrS, PbS, CH4. Explique por qué. 4.13. ¿Qué se entiende por regla del octeto? Dé un ejemplo. 4.14. Selección múltiple. Encierra en un círculo la alternativa correcta. 1. Un compuesto formado por potasio y cloro tendrá: e. Covalente debe ser NaCl I. Una estructura molecular definida. II. Buena conductividad eléctrica en estado sólido. 5. En el esquema que representa en la tabla periódica se han III. Un alto punto de fusión dividido los elementos en cuatro grupos, indicándose sus Es o son correctas: denominaciones a. Sólo I METALES NO GASES b. Sólo II ALCALINOS Y METALES DE METALES NOBLES c. I y II ALCALINOS TRANSICIÓN 3 4 d. I y III TÉRREOS 2 e. Todas 1 ¿En cuál de los siguientes casos se puede esperar que se produzca 2. En los compuestos HI, NaBr, CH4 una unión iónica? a. Dos tienen enlace iónico y uno covalente a. 1-2 b. Sólo CH4 presenta enlace covalente b. 1-3 c. Los tres compuestos son enlaces covalentes dativos o c. 1-4 coordinados d. 3-3 d. Sólo NaBr es un compuesto iónico e. 3-4 e. Sólo Hi es un enlace covalente dativo. 3. El enlace químico en una molécula de HCl se caracteriza porque: a. Se comparten electrones a pesar de que sus electronegatividades son diferentes b. Es covalente pero las electronegatividades de sus átomos no juegan ningún papel c. Los electrones del enlace se comparten por igual entre H y Cl d. El cloro capta completamente el electrón del átomo de hidrógeno. e. El enlace es covalente coordinado. 6. El enlace covalente se forma si los elementos: I. Poseen electronegatividades semejantes II. Poseen electronegatividades muy diferentes III. Comparten electrones Es o son correctas: a. Sólo I b. Sólo II c. I y II d. I y III e. Todas las anteriores 4. En los siguientes compuestos: NaCl; SiCl4; PCl5; SCl6 formados por el cloro y algunos átomos del tercer período de la tabla periódica el compuesto más perfectamente a. Iónico debe ser NaCl b. Iónico debe ser SiCl4 c. Iónico debe ser SCl6 d. Iónico debe ser PCl5 7. la unión se efectúa entre átomos mediante compartición de electrones, donde uno de ellos presenta mayor electronegatividad que el otro, se llama: a. Iónico b. Coordinado c. Covalente apolar d. Covalente polar 3 e. Fuerzas de Van der Waals II. falsas: 8. Si la sal común, cloruro de sodio (NaCl) se agrega en agua, ésta se: a. Disuelve y disocia b. Disocia en iones sin disolverse c. Disuelve sin disociarse d. Descompone en sus elementos e. Cristaliza V o F. Coloca V o F cuando corresponda. Justifica las 1. _____ La conductividad está en estricta relación con el tipo de solvente presente. 2. _____ la corriente eléctrica es el flujo de iones a lo largo de un conductor. 3. _____ Una solución de hidróxido de sodio y agua conduce la corriente eléctrica. 4. _____ El anión es la carga elemental de la electricidad 5. _____ El agua pura conduce la corriente eléctrica. 6. _____ La acetona conduce la corriente eléctrica. 7. _____ Las atracciones y repulsiones permiten a los iones desplazarse de un extremo a otro de la solución. 9. En una mezcla homogénea están presenta agua (H 2O), sal común (NaCl) y cloruro de calcio (CaCl2). Estas sustancias presentan sus átomos unidos, respectivamente, por enlaces: a. Iónico, iónico y iónico b. Covalente, covalente y covalente c. Iónico, covalente y covalente d. Covalente, iónico y iónico e. Covalente, iónico y covalente 10. Los enlaces iónicos se caracterizan porque: I. Normalmente presentan un alto punto de fusión II. Comparten electrones entre dos átomos pero sólo uno de ellos aporta el par de electrones III. Existe una transferencia de uno o más electrones de un átomo a otro IV. Se producen por la atracción que existe entre cargas opuestas. V. Cada átomo aporta un electrón para compartirlos. Es o son correctas: a. I, III y IV b. III y IV c. I, IV y V d. IV e. V 11. De los siguientes compuestos binarios ¿Cuáles tiene fuerte carácter iónico? I. NH3 II. NaBr III. BaCl2 Es o son correcta (s): a. Sólo I b. Sólo II c. Sólo III d. I y II e. II y III 12. Los solutos líquidos polares son completamente miscibles (que se pueden disolver) en: I. Solventes polares II. Solventes apolares III. Agua Es o son correcta (s): a. Sólo I b. Sólo II c. Sólo III d. I y III e. I, II, III 13. Siendo M y A los símbolos de dos átomos (metal y no metal respectivamente), si un cierto compuesto tuviera por fórmula M2A. ¿por cuál (es) de los siguientes iones podría estar formado? I. M+ A-2 II. M+2 AIII. M+2 A-4 a. Sólo I b. Sólo II c. Sólo III d. I y II e. I y III 4