Enlaces Químicos

2.17. Enlaces químicos

http://www.oei.org.co/fpciencia/art08.htm[08/09/2014 18:33:59]

Organización

de Estados

Iberoamericanos

Para la Educación,

la Ciencia

y la Cultura

Formación continuada del profesorado de Ciencias.

Una experiencia en Centroamérica y El Caribe

2.17. Enlaces químicos

Ana Alejandra Puertas (Panamá)

Índice

Introducción

1. ¿Qué mantiene unidos a los átomos?

2. ¿Por qué queremos entender cómo se enlazan las partículas materiales unas con otras?

3. Regla del octeto y estructura de Lewis

4. Clasificación de las sustancias de acuerdo a sus propiedades

5. Tipos de enlace

6. Electronegatividad

7. El enlace covalente

8. Enlace metálico

9. Fuerzas intermoleculares

10. Recapitulación

Introducción

Este tema es tratado en un segundo curso de Química General, para estudiantes de 16 a 17 años de

edad, con conocimientos previos de la tabla periódica , simbología y ubicación de los elementos en

grupos y familias; modelo atómico de Bohr, el cual es utilizado como punta de lanza del modelo mecanocuántico,

haciendo incidencia en las características de los átomos: electrones de valencia, niveles

energéticos, carácter iónico, carácter metálico, y la probabilidad de formación de iones para entrar al

entendimiento de los mecanismos que rigen la formación de enlaces hacia la constitución de la materia.

Posterior a este tema se trata la nomenclatura de la materia en su diversidad de formas de presentación.

En este tema se trata de diseñar una unidad didáctica que nos permita valorar el aporte hecho por los

científicos y la importancia de la comprensión del enlace químico en la interpretación de la estructura

atómica de las sustancias, procurando así un mejor aprovechamiento y utilidad de este conocimiento en

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el contexto de la ciencia, la tecnología y la sociedad.

Al estudiar el modelo cuántico conocimos que existen condiciones que favorecen el desprendimiento de

electrones del átomo y al cotejar esta información con el ordenamiento de los elementos de la tabla

periódica reconocimos que existen grupos de elementos que pueden lograr esto con mayor o menor

facilidad. Estos conocimientos nos serán de gran utilidad para identificar que las condiciones, bajo las

cuales se dan las uniones de los átomos, determina el aspecto y las propiedades de las sustancias que

se forman y que estas uniones también dependerán, en gran medida, de la naturaleza eléctrica de los

elementos. Ciertamente, con el conocimiento del enlace químico llegaremos a entender la

fundamentación de las fórmulas químicas, que nos conducirá al desarrollo del tema de las reacciones

químicas que veremos posteriormente.

Actividad 1. Investiga: La mayoría de las personas hoy día prefieren utilizar un dentífrico que contenga

flúor, seguramente tú eres una de ellas. ¿Sabes por qué puede el flúor ayudar a prevenir las caries? Ante

la escasez de agua en algunas partes del mundo, ¿por qué crees que no se fabrica agua en los

laboratorios?

Comentario 1. La actividad persigue despertar curiosidad por el funcionamiento de estos fenómenos, que los llevará a

la realización de investigaciones bibliográficas o de campo, por ejemplo, consultarán especialistas (químicos de algún

laboratorio de aguas, odontólogos, etc.) Hay que mencionar que esta actividad es válida siempre que se asigne

previamente al desarrollo del tema, como una actividad introductoria del tema, que de seguro captará la atención de los

estudiantes y los colocará en mejor disposición para la asimilación de los conceptos.

La manera en que los átomos se enlazan ejerce un efecto profundo sobre las propiedades físicas y

químicas de las sustancias. Por ejemplo, al respirar monóxido de carbono, las moléculas de CO se

enlazan fuertemente a ciertas sustancias presentes en los glóbulos rojos de la sangre haciendo que

estos queden como mineralizados, incapaces de transportar oxígeno, perdiendo así sus propiedades

vitales. Entonces debemos preguntarnos: ¿Qué es el enlace químico?, ¿Cómo se da?, ¿Qué lo

facilita?, ¿Qué lo impide?, ¿Qué determina que unos sean más fuertes que otros? Estas

interrogantes son fundamentales en el estudio de la química, pues los cambios químicos, que pueden ser

para bien o para mal, son esencialmente una alteración de los enlaces químicos.

1. ¿Qué mantiene unidos a los átomos?

Un concepto básico en química es el estudio de cómo los átomos forman compuestos. La mayoría de los

elementos que conocemos existen en la naturaleza formando agrupaciones de átomos iguales o de

distintos tipos, enlazados entre sí.

A.2. Con tu grupo, realiza un estudio predictivo de la cantidad de sustancias que teóricamente podrían

formarse a partir de los elementos de la tabla periódica, recuerda que pueden unirse dos o más átomos

iguales o distintos y pueden hacerlo de más de una forma. Presenten una definición propia de enlace

químico.

C.2.. Con estas actividades los alumnos y alumnas en primera instancia, verificarán que en teoría son muchos las

sustancias que pueden formarse, cada una con características y funciones distintas, esto deberá llevarlos a una visión

inicial de la importancia del tema, y en las definiciones que puedan elaborar reconoceremos esto.

A.3. Los iones Na+ y Cl- libres no son abundantes en la naturaleza, sin embargo ¿por qué existe tanta

sal (NaCl) en el mundo? Discute en tu grupo una posible respuesta coherente con lo ya establecido.

C.3. Cuando los estudiantes realizan esta actividad, por lo general, coinciden en el concepto de enlace; que es

precisamente lo que se busca, que comiencen a reconocer que esta capacidad de los átomos puede ser imprescindible

para nuestras vidas.

2. ¿Por qué queremos entender cómo se enlazan las partículas

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materiales unas con otras?

Si comprendemos el mecanismo del enlace químico, este conocimiento puede llevarnos a controlar la

formación o ruptura de estos enlaces, por consiguiente, la formación o deformación de sustancias,

dependiendo siempre de lo que estemos necesitando.

A.4. Imagina que acabas de descubrir la forma de evitar que se enlacen el oxígeno y el hierro, que juntos

formaban el indeseable óxido de hierro, causante de la perjudicial corrosión. Enumera 5 consecuencias

ventajosas para la humanidad de tu descubrimiento.

C.4. Esta actividad persigue que los estudiantes reflexionen sobre las ventajas que proporcionaría al desarrollo de la

humanidad el poder incidir en la formación o ruptura de los enlaces químicos. De igual forma establecer que el manejo

de este conocimiento por mentes sin escrúpulos puede causar grandes daños al mundo.

3. 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 la Regla 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.

A.5. En 1962, el químico canadiense N. Bartlett logró con relevante éxito, obtener el primer verdadero

compuesto del Xenon. Investiga ¿cuál fue este compuesto?

C.5. Fomentar el manejo de la bibliografía es muy importante cuando queremos formar investigadores con curiosidad

científica, cuidando evitar las frustraciones que podrían resultar de no encontrar la información, por lo tanto es

importante que esta se encuentre en los textos recomendados.

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

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