ficha de trabajo: enlace químico 3° año química c.b
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Ficha de trabajo: Enlace químico 3° año Química C.B. Docente Javier Ponce
Unión o Enlace Químico Si bien es difícil definir el concepto de enlace químico, podemos referirnos a la
definición que del mismo hizo Linus Carl Pauling, una de las
personalidades más destacadas de la ciencia en los últimos años
del siglo XX, él planteaba que “Existe un enlace químico entre
dos átomos cuando las fuerzas que actúan entre ellos son de
una intensidad tal que se forma un agregado con estabilidad
suficiente para que pueda ser considerado por el químico como
una especie independiente”.
Definición de enlace químico: es la fuerza de unión que
existe entre los átomos (de naturaleza electroestática),
cediendo, aceptando o compartiendo electrones para parecerse
en sus configuraciones electrónicas al gas noble más cercano.
El enlace es el proceso por el cual se unen átomos iguales o
diferentes para adquirir la configuración electrónica estable de
los gases inertes y formar estructuras más estables, tanto del
punto de vista energético como electrónico.
Tipos de enlace y propiedades El comportamiento químico de los sólidos, líquidos y gases que nos rodean está determinado por las
formas en que los átomos se unen entre sí, lo que a su vez depende de las interacciones entre sus
electrones más externos.
Los electrones pueden
transferirse de un átomo a
otro (enlace iónico),
compartirse entre átomos
vecinos (enlace
covalente) o moverse
libremente de átomo en
átomo (enlace metálico).
El conocimiento de la
estructura y el
comportamiento de la
materia a escala atómica
explican con éxito las
propiedades de la materia
a gran escala.
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 escenario 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 de energía 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 enlaces
Las 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.
(pulsa en la figura sobre los nombres los tipos de enlaces y sustancias para ver sus características)
Nombre: Carbono
Símbolo: C
Grupo: 14
Período: 2
A 12
Z 6
P+ 6
n° 6
e- 6
Configuración
electrónica:
Nivel e-
1 2
2 4
e- de valencia
Revisemos conceptos aprendidos.
¿Qué es la configuración electrónica?
El átomo tiene dos zonas bien diferenciadas.
Un núcleo (p + y n°) y una periferia en donde se
encuentran los electrones (e -) orbitando alrededor del
núcleo.
La zona que rodea al núcleo, se llama periferia
atómica, cuyo el diámetro es 100.000 veces mayor al
diámetro del núcleo en la cual se mueven los electrones
ocupando todo ese espacio (aproximadamente).
La energía de los electrones se encuentra cuantizada
(tiene determinados valores) ya que éstos no se
encuentran ubicados en cualquier lugar, sino que
ocupan ciertos niveles de energía que se indican con números del uno en adelante.
El nivel uno es el más próximo al núcleo y el de menor contenido energético y este puede albergar un máximo
de 2 electrones. A medida que nos alejamos del núcleo el contenido energético de los niveles, así como el
número de electrones que puede albergar cada nivel va aumentando.
Según el modelo, relación de los niveles de energía en la periferia atómica y la capacidad de cada uno de
contener electrones:
Ejemplo: Para el átomo de 12 C.
Niveles de
energía
1 2 3 4 5 6 7
Electrones (e-) 2 8 8 18 18 32 32
Estructura de Lewis o electrón-punto.
Los Electrones de Valencia: Son los electrones que se hallan en el último nivel de energía
incompleto en la periferia atómica. Son estos los que van a participar en los enlaces químicos.
El químico Gilbert Newton Lewis (1875 - 1946), uno de los físicos-químicos más notables del
siglo XX, hizo grandes contribuciones en el área del enlace químico o unión química, también
ideó una representación de estos electrones mediante puntos del símbolo de la especie química.
Teoría del Octeto. - fue introducida en 1916 por el químico Newton Lewis y dice: Los átomos
tienen la tendencia natural de formar enlaces químicos, tratando de obtener 8 electrones en su
último nivel de energía, para ello pueden ganar, perder o compartir electrones. Esta teoría también
puede expresarse, manifestando que los átomos al formar enlaces, tratarán de adquirir la
configuración electrónica del gas noble más cercano.
Enlace Iónico: se llama a la unión química señalada por atracciones electrostáticas entre
iones de cargas opuestas. Recordemos que un ion es un átomo que perdió su neutralidad.
El enlace iónico se forma cuando una especie cede electrones y otra especie los acepta, formándose,
producto de esto, iones de carga opuestas. Esto genera atracciones electrostáticas y finalmente la
formación del enlace.
Características del Enlace Iónico:
Se da entre un elemento no metálico y un elemento metálico.
Se transfieren electrones (e-), del elemento menos
electronegativo al elemento más electronegativo.
Se forman iones, cationes (tienen carga positiva) y aniones (tienen carga negativa).
Los metales tienen pocos electrones de valencia, entonces, tienen tendencia a cederlos para
quedar isoelectrónicos con el gas noble anterior y transformarse en cationes. Los no metales en
cambio, si ganan electrones completan el nivel de valencia y quedan isoelectrónicos con el gas
noble posterior, transformándose así en un anión.
Definición de Electronegatividad (Propiedad física): es la fuerza con que
un átomo atrae electrones hacia su núcleo.
GUÍA: Escala de electronegatividad de Pauling
ENa= 0.9 ECl = 3.0
ΔE= 2.1
Catión Anión
0 4
EJEMPLO:
REALIZA EL ESTUDIO COMPLETO DE LA UNIÓN QUÍMICA DE LOS
SIGUIENTES ÁTOMOS.
Grupo Periodo Símbolo Z p+ e- Carácter Estado Físico Electronegatividad
IA 2 Li 3 3 3 Metálico Sólido 1,0
17 2 F 9 9 9 No metálico Gaseoso 4,0
Configuración electrónica:
Li: Niveles e- F: Niveles e-
1 2 1 2
2 1 2 7
Estructura electrón-punto o estructura de Lewis de los átomos de Litio y Flúor:
Se transfiere el electrón de valencia del litio al flúor, siempre la transferencia de
electrones es del átomo menos electronegativo al átomo más electronegativo. La
diferencia de electronegatividad es 3,0, según la escala de Pauling que es una guía,
cae en la zona de enlace iónico.
LiF
Enlace Covalente: se llama enlace covalente a la fuerza de
atracción entre los átomos y los pares de electrones compartidos.
Características del enlace covalente:
Se da entre elementos no metálicos.
Se comparten electrones (e-).
Enlace Covalente Apolar:
Ejemplo: molécula de dihidrógeno, enlace simple.
En el gas dihidrógeno (H2) las moléculas están constituidas por la unión de dos átomos de hidrógeno
(H). Cada átomo de hidrogeno posee solamente un electrón de valencia y la notación de electrón-
punto propuesta por Lewis es:
Si dos átomos de H comparten sus electrones de valencia, ambos quedaran isoelectrónicos1 con el gas
noble helio (He). Los dos átomos de hidrogeno se mantienen unidos al acercarse lo suficiente y
compartir un par de electrones. Este caso resulta una de las excepciones a la regla del octeto, el nivel
energético se completa con dos electrones. En este caso se debería hablar de la “regla del dueto”.
De esta manera se establecen fuerzas de atracción entre los átomos y el par de electrones compartidos
formando la molécula de H2 (enlace covalente).
molécula de H2 Se comparte un par de electrones por igual, y según la escala de Pauling, la diferencia de
electronegatividad (ΔE) entre los dos átomos de hidrógeno es 0, cae en la zona de enlace covalente
apolar. ΔE = 2,1 2,1 = 0,0
Se suele emplear una línea entre los símbolos de los elementos para representar un par de electrones
compartidos.
H—H Formula molecular H2
1 Isoelectrónicos: se refiere a átomos o iones, con la misma estructura electrónica y el mismo número de electrones . El término
significa “igual carga”.
Ejemplo: Molécula de dioxígeno, enlace doble.
En el gas dioxígeno (O2) las moléculas están constituidas por la unión de dos átomos de oxígeno (O).
Cada átomo de oxígeno posee seis electrones de valencia y la notación de electrón-punto propuesta
por Lewis es:
Si dos átomos de O comparten sus electrones de valencia, ambos quedaran isoelectrónicos2 con el gas
noble Neón (Ne). Los dos átomos de oxígeno se mantienen unidos al acercarse lo suficiente y
compartir dos pares de electrones desapareados. En este caso resulta un doble enlace O = O;
cumpliéndose la regla del octeto, el último nivel energético se completa con dos electrones.
De esta manera se establecen fuerzas de atracción entre los átomos y los dos pares de electrones
compartidos formando la molécula de O2 (enlace covalente apolar doble).
Se comparte un par de electrones desapareados por igual, y según la escala de Pauling, la diferencia
de electronegatividad (ΔE) entre los dos átomos de oxígeno es 0, cae en la zona de enlace covalente
apolar. ΔE = 3,5 - 3,5 = 0,0
Se suele emplear una doble línea (dos guiones) entre los símbolos de los elementos de su
correspondiente átomo, para representar el doble enlace.
2 Isoelectrónicos: se refiere a átomos o iones, con la misma estructura electrónica y el mismo número de electrones . El término
significa “igual carga”.
Ejemplo: Molécula de dinitrógeno, enlace triple.
En el gas dinitrógeno (N2) las moléculas están constituidas por la unión de dos átomos de nitrógeno
(N). Cada átomo de nitrógeno posee cinco electrones de valencia, según como se observa en la
imagen y la notación de electrón-punto propuesta por Lewis es:
Si dos átomos de N comparten sus electrones de valencia, ambos quedaran isoelectrónicos3 con el gas
noble Neón (Ne). Los dos átomos de nitrógeno se mantienen unidos al acercarse lo suficiente y
compartir tres pares de electrones desapareados. En este caso resulta un triple enlace; cumpliéndose
la regla del octeto, el último nivel energético se completa con tres electrones.
De esta manera se establecen fuerzas de atracción entre los átomos y los tres pares de electrones
compartidos por igual de un átomo con respecto al otro, quedando en cada átomo de nitrógeno un par
de electrones apareados, formando la molécula de N2 (enlace covalente apolar triple).
Según la escala de Pauling, la diferencia de electronegatividad (ΔE) entre los dos átomos de
nitrógeno es 0, cae en la zona de enlace covalente apolar. ΔE = 3,0 - 3,0 = 0,0
Se suele emplear una triple línea (tres guiones) entre los símbolos de los elementos de su
correspondiente átomo, para representar el triple enlace.
N2
3 Isoelectrónicos: se refiere a átomos o iones, con la misma estructura electrónica y el mismo número de electrones . El término
significa “igual carga”.
Enlace Covalente Polar:
Ejemplo: molécula de agua (H2O). Los pares de electrones del enlace son desigualmente
compartidos, siendo más atraídos por los átomos de oxígeno que por los átomos de hidrógeno.
Dado que los átomos de oxígeno atraen más fuertemente los electrones, la densidad de carga
negativa está desplazada hacia estos átomos, que como resultado adquieren una carga parcial
negativa, δ- mientras que los átomos de hidrógeno adquieren una carga parcial positiva, δ+.
El comportamiento desigual de los electrones de un enlace covalente polar provoca que
aparezcan dos polos, uno negativo sobre los átomos que atraen con mayor fuerza los electrones
y uno positivo sobre los que ejercen menor atracción sobre los electrones del enlace. Acuérdate
de que es la electronegatividad.
Se llama polares porque al compartir desigualmente los electrones, se forman dos polos a través
del enlace; un enlace covalente polar tiene polos positivo y negativo separados. El polo
negativo está centrado sobre el átomo más electronegativo del enlace y el polo positivo está
centrado sobre el átomo menos electronegativo del enlace.
Resumiendo: él átomo de oxígeno se enlaza con los dos átomos de hidrógeno a través de enlace
covalente polar, quedando en el átomo más electronegativo el polo negativo y en los átomos de
hidrógeno los polos positivos, como se indica en la figura. Y la molécula de agua es polar.
Ejemplo de enlace covalente polar, pero la molécula es apolar. Dióxido de carbono (CO2).
En la molécula de Dióxido de carbono, o anhidrido de carbono, o óxido de carbono IV. El carbono y
el oxígeno comparten los electrones de forma desigual debido a las diferencias en la
electronegatividad y la capacidad para atraer a los electrones. Su diferencia de electronegatividad es
1,0 por lo que el enlace covalente es polar. Si analizamos el ordenamiento espacial de la molécula
de dióxido de carbono, la polaridad de los enlaces carbono-oxígeno queda compensada, debido a la
disposición lineal en que se encuentran sus tres átomos, por lo que la molécula en su conjunto no
presenta polos resultantes.
No olvides. La polaridad de las moléculas depende no solo de la presencia de la unión
o enlaces químicos, sino también de la distribución espacial de los átomos en la
molécula, y constituye un elemento del conocimiento importante en la explicación de
algunas propiedades de las sustancias.
Enlace Metálico.
Para explicar el enlace metálico, tenemos que presentar un
nuevo modelo.
El modelo de enlace metálico establece:
los átomos metálicos pierden sus electrones de valencia.
los cationes formados quedan ubicados en posiciones fijas formando una red
tridimensional.
los electrones libres se encuentran en continuo movimiento entre los cationes. La
imagen que se usa para describir ese continuo movimiento es la de una “nube de
electrones” o de un “mar de electrones”.
la estructura total es eléctricamente neutra.
la atracción entre los cationes y los electrones móviles constituye el enlace metálico.
Se llama enlace metálico a la fuerza de
atracción entre los cationes fijos y los electrones
móviles.
Un sólido metálico se representa en forma tridimensional donde los iones metálicos positivos
están fijos en la red cristalina y los electrones de valencia están débilmente unidos y se
mueven con libertad por todo el cristal. Por esta razón, los metales son buenos conductores
del calor y la electricidad. Conductividad eléctrica y térmica.
Conductividad eléctrica y térmica. Esta propiedad se presenta tanto en estado líquido como
en estado fundido y está relacionada con la capacidad que tienen las cargas de moverse
libremente a lo largo de la red.
Puntos de fusión y de ebullición muy elevados. Esto se debe al alto nivel de organización de
la red cristalina.
En la siguiente tabla podemos ver valores de PF y PE de algunos metales.
Metal Punto de Fusión (°C) Punto de Ebullición (°C)
Litio 179 1317
Sodio 98 892
Potasio 63 770
Calcio 838 1484
Magnesio 650 1107
Mercurio -39 357
Estos valores nos permiten entender por qué a temperatura ambiente la mayoría de los
metales se encuentran en estado sólido y el mercurio en estado líquido.
Vínculo, video sobre enlace químico, para profundizar.
www.youtube.com/watch?v=_x7E_h_rwpI&ab_channel=SocraticaEspa%C3%B1ol
www.youtube.com/watch?v=0fyZ8H3JKq4&ab_channel=CEST1986
Química de 3° año Reformulación 2006
I) Dado los elementos con los números atómicos Z=12 y Z=17
a) Indica nombre, símbolo, ubicación en la T.P., la distribución electrónica y estructura electrón-punto de cada
uno.
b) Dar las características de cada elemento en su carácter metálico y en su carácter no metálico.
c) ¿Qué tipo de enlace se formará entre los átomos de estos elementos? ¿Por qué? Representa dicho enlace.
d) El elemento Z=17 también forma un compuesto con el elemento Z=6, ¿qué tipo de enlace se formara?
Justifique su respuesta, explicando detenidamente como llego a su conclusión. Represente el enlace. Escriba la
formula química correspondiente.
II) Dado los elementos con los siguientes números atómicos: Z=3; Z=1; Z=9; Z= 10.
a) Indica la ubicación en la tabla periódica para cada uno de los elementos.
b) Realiza la distribución electrónica para cada uno de ellos.
c) Ordénalos en forma decreciente de electronegatividad y define ésta propiedad.
d) Utilizando la estructura electrón-punto, representa la formación de una sustancia iónica y de una
sustancia covalente, con pares de estos elementos.
III) Si un átomo X presenta la siguiente distribución electrónica: n1 = 2 e- – n2 = 8 e- – n3 = 7 e-
a) ¿Dónde estará ubicado dicho elemento en la tabla periódica (dar período y grupo)?
b) Se puede afirmar que se trata de un átomo del elemento ____________. ¿Por qué?
c) ¿Qué ion se formará si se completa el último nivel de energía? Dar el nombre.
d) Dado el elemento sodio: indica su distribución electrónica y dar por lo menos tres características de su
comportamiento metálico.
e) Explica cómo se forma el catión de este metal alcalino si se pone en contacto con el elemento X.
f) Indica que tipo de unión química se dará entre ellos. Justifica.
IV) Dado el cuadro siguiente, completa con la fórmula de los compuestos que se forman en cada caso,
justificando con la representación del enlace correspondiente y dando las características de los
compuestos formados:
Cl O
Na
H
C
V) Dados los siguientes enlaces entre estos átomos: N-O; O-H; O-S; C-H; H-H; Cl-Cl; C-Cl. Explica en
cada caso que tipo de enlace se dará: covalente polar o apolar, e indica hacia cuál de los átomos en cada caso
estará más desplazado el par de electrones compartido. Dar las características de éste tipo de enlace.
VI) a) ¿Cuál es la estructura de Lewis para cada uno de los átomos o iones siguientes?
b) Representa la distribución electrónica para cada uno.
c) ¿Qué tipo de enlace se dará entre a y d?, ¿Qué tipo de enlace se dará entre c y h?
d) ¿Qué tipo de unión química se dará entre b y e?
e) ¿Qué tipo de enlace se dará entre l y m? Justifica en cada caso y representa la unión química.
Los átomos e iones son:
a) S; b) K1+; c) F1-; d) H; e) Cl 1-; f) Ar; g) Br1-; h) Ca2+; i) I1-; j) Mg; k) Xe; L) O; m) Al.
Docente de Química Javier Ponce
Problemas de Uniones Químicas 3° año
1. Ordenar los siguientes elementos en orden creciente de electronegatividad:
a) Z = 11 y Z = 17.
b) Z = 19 y Z = 35.
2. ¿Cuál es la estructura de Lewis para cada uno de los átomos o iones siguientes? :
a) S; b) P3-; c) Ba2+; d) Neón; e) Si; f) Na1+; g) Mg; h) O; i) F1-.
3. a) Completé el siguiente cuadro con la fórmulas de los compuestos que se forman en cada caso
(aparece uno como ejemplo) y desarrolle cada una de las uniones químicas.
F - O 2-
Na 1+
Ca 2+
Al 3+ Al2O3
b) ¿Cuántos electrones tiene cada uno de estos iones en el último nivel de energía? (Completar)
¿Qué elementos tienen ese número de electrones de valencia?
4. A 20°C, el cloruro de sodio no es buen conductor de la corriente eléctrica, si bien está compuesto
por iones positivos y negativos. ¿por qué no es buen conductor de la corriente eléctrica?
5. El elemento carbono y el elemento azufre se combinan formando el compuesto sulfuro de
carbono, fórmula CS2. El enlace carbono-azufre ¿será iónico, covalente polar o covalente no
polar? Justifique.
6. Represente mediante el diagrama de Lewis, la formación de los enlaces covalentes en la
molécula de tetracloruro de carbono, CCl4. Señalar los pares de electrones compartidos. ¿Se
cumple la regla del octeto en esta molécula?
7. a) ¿Qué tipo de unión química se formará entre los átomos de los elementos Z = 19 y Z = 35?
¿Por qué?
b) El elemento Z = 19 también forma un compuesto con el elemento Z = 17¿Qué tipo de enlace
se formará? ¿Por qué?
8. Dados los enlaces covalentes entre los átomos siguientes: N-O; O-S; S-S; O-H; C-H, H-H.
Indicar si es el enlace covalente polar o apolar, e indicar hacia cual de los átomos en cada caso,
estará más desplazado el par de electrones compartido. ¿Por qué?
O 2- F - Na + Mg 2+ Al 3+
S 2- Cl - K + Ca 2+ Sc 3+
9. Utilice la estructura de Lewis para representar la reacción química, a través de una ecuación
química que se efectúa entre átomos de sodio y de oxígeno para dar iones Na+ y O2-; lo mismo
para Al y F; lo mismo para Ca y Cl; Mg y O.
Docente de Química Javier Ponce
Mucha suerte!!!