NOMENCLATURA DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS Y PROPIEDADES EN FUNCIÓN DE SU ENLACE

UNIDAD III

NOMENCLATURA DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS Y PROPIEDADES EN FUNCIÓN DE SU ENLACE

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ÍNDICE

Página

   2                Nomenclatura de las sustancias químicas y propiedades en función de

                     su enlace.

• Concepto de enlace químico.
• Propiedades de los compuestos en función de su enlace.

   6                Regla del octeto.

• Estructuras de Lewis.

 10                Tipos fundamentales de enlace.

• Clasificación de los enlaces químicos interatómicos.
• Enlace iónico.
• Enlace covalente no polar.
• Enlace covalente polar.
• Enlace covalente coordinado.
• Enlace metálico.
• Otras características que presentan los compuestos en función de su tipo de enlace.

23                Fórmulas químicas y su significado.

• Los símbolos de los elementos.
• Fórmula.
• Valencia.
• Número de oxidación.
• Números de oxidación de los principales cationes monoatómicos de las familias A y de las familias B.
• Principales cationes poliatómicos.
• Principales aniones monoatómicos.
• Principales aniones Poliatómicos.

30                Clasificación de los compuestos.

• Binarios.
• Ternarios.
• Poliatómicos.

UNIDAD III

NOMENCLATURA DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS Y PROPIEDADES EN FUNCIÓN DE SU ENLACE

Objetivo particular: Relacionar las propiedades físicas y químicas de las sustancias con su composición, estructura, tipo de enlace y nomenclatura.

Las formas en que se pueden combinar los elementos químicos para formar compuestos son prácticamente infinitas. De ahí proviene la gran diversidad que existe en la Naturaleza. Hay compuestos sólidos, líquidos y gaseosos; con diferentes texturas, olores, sabores y colores; los hay tóxicos e inocuos, e incluso algunos son benéficos para mantener la salud^[1]49. Todos los días puedes observar infinidad de compuestos que, por sus diferentes características, tienen usos específicos.

El hecho de que cada compuesto presente ciertas características y no otras, no se debe estrictamente a que contenga ciertos elementos químicos. El vidrio es un material transparente y desordenado de apariencia sólida que se obtiene al hacer reaccionar el aluminio (que es un metal), el silicio que es un no metal grisáceo y el oxígeno gaseoso. Más bien, las propiedades de la materia provienen de la forma como los átomos de los elementos se enlazan para formar nuevas sustancias y de cómo esos agregados de átomos interactúan entre sí.

Únicamente los gases nobles se encuentran en la Naturaleza como átomos aislados. El resto de los elementos se encuentran enlazados. El oxígeno que respiramos es una molécula compuesta por dos átomos; el fósforo de los cerillos antiguos se presenta en moléculas de cuatro átomos; en un pedazo de hierro hay trillones de átomos de hierro unidos entre sí, y lo mismo sucede en otros metales^[2]61.

Una gota de agua es un conjunto enorme de moléculas, que es el resultado de unir muchas veces un átomo de oxígeno con dos de hidrógeno, y la sal de mesa es un aglomerado de una gran cantidad de iones de sodio y de cloro, perfectamente ordenados.

Los átomos se agrupan para formar agregados con propiedades muy distintas a las que tienen cuando se presentan en forma de elementos. Así, por ejemplo, a partir de carbono (que es un sólido color negro) y de hidrógeno y oxígeno (gases incoloros e inodoros), se puede obtener tanto la blanca y dulce azúcar (imagen) como el volátil e intoxicante etanol. Así mismo, del sodio (metal gris, blando y muy reactivo) y el cloro (gas verde amarillento muy tóxico), se obtiene la sal de mesa, blanca y sólida, fundamental en la alimentación. De todo lo anterior se puede concluir que los átomos, cuando están enlazados a otros, presentan características totalmente diferentes a las originales, es decir, que las propiedades que presentan las sustancias se derivan directamente del enlace químico^[3]62.[pic 3]

CONCEPTO DE ENLACE QUÍMICO

        Los tipos de enlaces presentes en una sustancia son, en gran medida, los responsables de las propiedades físicas y químicas de la misma. Los enlaces son también responsables de la atracción que ejerce una sustancia sobre otra. Por ejemplo, la sal se disuelve en agua mucho mejor que en aceite, debido a las diferencias en los enlaces. Ciertas sustancias que se disuelven en agua pueden conducir la electricidad, pero otras no. El éter etílico se evapora con más rapidez que el agua. La cera se funde a baja temperatura, pero el cloruro de sodio (sal de mesa) tiene un punto de fusión elevado. Estos son algunos ejemplos de propiedades que presentan las sustancias y que están estrechamente relacionadas con sus enlaces químicos^[4]63.

        Pero, ¿cómo se define el enlace químico?                          

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ENLACE QUÍMICO

 ES LA FUERZA DE ATRACCIÓN QUE MANTIENE UNIDOS

ENTRE SÍ A LOS ÁTOMOS O IONES, PARA FORMAR

MOLÉCULAS O CRISTALES

¿Por qué se unen los átomos?^[5]64

        Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en los compuestos son fundamentalmente de naturaleza eléctrica. Sabemos que los átomos son eléctricamente neutros, es decir, tienen la misma cantidad de cargas negativas (electrones) y positivas (protones). ¿Cómo es entonces la interacción eléctrica que conduce a la formación de un enlace?

        Considera el caso en que un átomo A, con ZA protones en el núcleo y ZA electrones, se aproxima al átomo B, con ZB protones en el núcleo y ZB electrones. Cuando ambos átomos están cercanos aparecen nuevas interacciones eléctricas:

• Atractivas: el núcleo de A puede atraer hacia sí los electrones de B, así como el núcleo de B tiene afinidad por los electrones de A.
• Repulsivas: los núcleos A y B contienen cargas del mismo signo, y los electrones de A y B también se repelen.

Está claro que sólo podrá lograrse un enlace cuando las interacciones atractivas sean más poderosas que las repulsivas. La manera en que ello ocurre es la siguiente:

Algunos de los electrones externos de los átomos A y B se colocan en la zona entre los dos núcleos, con lo cual son atraídos por ambos y se evita la repulsión directa entre un núcleo y el otro.

                                              A:B

Por ejemplo, el diagrama muestra dos de los electrones externos de A y B que se encuentran cerca de ambos núcleos. Su presencia en esa zona hace que los protones de A y B queden “apantallados”. Es como si colocáramos una pantalla entre los dos núcleos para que la repulsión entre ellos aminore, gracias a la presencia de nuevas fuerzas atractivas entre electrones y núcleos. Si los electrones se encontraran en otra parte, por ejemplo a la izquierda de A o a la derecha de B, los núcleos se repelerían directamente y ello evitaría la formación del enlace.

Estos electrones externos de los átomos, que se colocan entre los núcleos para propiciar un enlace, se llaman electrones enlazantes.

Los electrones enlazantes pueden estar en cualquiera de los siguientes tres casos:

• localizados más cerca de un núcleo y por lo tanto más lejos del otro, o
• situados exactamente entre ambos, o incluso
• deslocalizados y distribuidos uniformemente dentro de un conjunto de más de dos núcleos.

Cuando se combinan dos elementos, la evaluación de la diferencia entre sus valores de electronegatividad permite determinar el tipo de enlace que se presenta entre ellos, es decir, lo que realmente importa es la diferencia de electronegatividad de los átomos unidos por un enlace químico.

Existe un criterio que permite predecir con cierta exactitud qué tipo de enlace predomina en la unión de dos átomos, considerando que no existen enlaces 100% iónicos o 100% covalentes. El criterio se basa en el valor que se obtiene al efectuar la diferencia de electronegatividades entre los átomos enlazados.

Cuando se unen dos átomos de un mismo elemento mediante un enlace covalente para formar una molécula diatómica, ambos átomos tienen los mismos valores de electronegatividad; en consecuencia, la diferencia de electronegatividad es cero (0) y el enlace es no polar. Los átomos unidos por enlaces iónicos presentan diferencias grandes de electronegatividad. Cuando esta diferencia es mayor de aproximadamente 1.9, se considera que el enlace es predominantemente iónico^[6]65. Los enlaces covalentes polares presentan diferencias más pequeñas de electronegatividad. Así pues, conforme disminuye la diferencia entre los valores de electronegatividad, aumenta el carácter covalente del enlace. Para el cloruro de hidrógeno gaseoso (HCl), la diferencia en los valores de electronegatividad es de 0.9 (3.0 del cloro - 2.1 del hidrógeno). Esta diferencia es inferior a 1.9, por lo que cabe esperar que este enlace sea predominantemente covalente polar.

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