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Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente


Tema: Uniones Químicas. (Interatómicas y las intermoleculares)
       Subtema: Clasificación general de las Uniones Químicas Interatómicas (Iónicas, Covalentes
yMetálicas.

Marco teórico:

En química vemos dos tipos de uniones. Las interatómicas y las intermoleculares. Y en este caso nos
detendremos inicialmente en las uniones INTERATÓMICAS.

         Uniones Interatómicas: Son las que se establecen entre los átomos. Hay de tres tipos. En dos de
ellas, las llamadas Iónicas y Covalentes, los átomos tratan de llegar a completar el último nivel con ocho
electrones cumpliendo con la clásica teoría del octeto de Lewis. La otra es la Unión metálica que se establece
entre átomos iguales del mismo metal.

        Uniones Iónicas:

        Aquellas que se realizan entre metales y no metales. Donde la diferencia de electronegatividad es
importante. Ejemplos típicos lo constituyen los metales del grupo 1 o 2 con los no metales del grupo 7. Ej:
Sodio con Cloro o Calcio con Bromo.

En estas uniones los electrones no se comparten sino que se ceden y se captan de forma absoluta, es decir,
los metales electropositivos ceden electrones adquiriendo cargas positivas por tener protones en exceso. Y
los no metales electronegativos los aceptan y completan así su último nivel energético. Se forman así
cationes positivos y aniones negativos.

Propiedades:

       Las propiedades que distinguen a los compuestos iónicos son:
       Tener puntos de fusión y ebullición elevados.
       Ser solubles en solventes polares como el agua.
       Forman estructuras de redes cristalinas duras.
       Presentan alta conductividad eléctrica en soluciones acuosas por ser iones.

Veremos un caso típico de una unión iónica. El sodio del grupo 1
con el cloro del grupo 7. Tienen bastante diferencia de
electronegatividad. El sodio le cede al cloro el único electrón que
tiene en su última capa o nivel energético. De esta manera el cloro
completa su último nivel con ocho electrones. Quedan formados
el catión sodio y anión cloro.Este tipo de estructuras
representadas con los electrones de la última capa, se denominan
estructuras de Lewis. También las usaremos para las uniones
covalentes.

        Uniones Covalentes:

        En este tipo de unión los no metales se unen con los no metales. Se da entre los átomos con poca o
nula diferencia de electronegatividad. Y a diferencia de las uniones iónicas no se forman iones. Las uniones

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se establecen por la formación de pares electrónicos, de los cuales,cada electrón del par es aportado por
uno de los átomos que forman dichas uniones. Los electrones se comparten, no se ceden o se captan
totalmente. Esta es otra gran diferencia con respecto a la unión iónica en donde los electrones se ceden
totalmente de parte de los cationes.

Algunas características que presentan los compuestos covalentes son:

       Presentar bajos puntos de fusión y ebullición
       Ser insolubles en solventes polares como el agua y el alcohol.
       Ser solubles en ciertos solventes orgánicos
       No formar iones

                                       Aquí vemos un ejemplo de una unión covalente entre el oxígeno y el
                                       carbono. Podemos ver la formación de dos pares dobles de electrones,
                                       ya que cada unión está formada por cuatro electrones en total. Dos de
                                       ellos los aporta el carbono y los otros dos el oxígeno. Tanto el carbono
                                       como el oxígeno llegan a ocho electrones en total.

        Unión Metálica:

En las uniones metálicas, los átomos se mantienen unidos gracias a que sus núcleos positivos están rodeados
de una nube de electrones en permanente movimiento. Adquieren una forma de red tridimensional donde
los nudos están representados por los núcleos atómicos y estos están rodeados por otros. Esta característica
es la responsable de algunas propiedades de los metales como ser excelentes conductores de la electricidad
y tener cierto brillo.

Un estudio microscópico de la estructura de un metal permite explicar con un modelo sencillo las
propiedades que se observan a simple vista. A su vez, estas propiedades van a determinar los usos de estos
metales y de sus aleaciones.

Una unión metálica es la fuerza de atracción electrostática entre los
núcleos de los átomos metálicos y los electrones libres o móviles que se
encuentran en su estructura. Es una estructura en capas y las fuerzas
entre los núcleos y los electrones no tienen dirección única: la atracción
se produce en todas las direcciones posibles (analizar la figura). Esto les
otorga a los metales propiedades muy particulares, como su dureza y
su maleabilidad (capacidad de adquirir diferentes formas).

Objetivos de las actividades:

Que los alumnos:

Diferencien los tipos de uniones Químicas.

Comiencen a representar la formación de una unión química utilizando el modelo de Lewis;

Comiencen a relacionar las propiedades de los diferentes tipos de materiales según la unión química




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Experiencia 1: UNIONES QUÍMICAS

Objetivo: verificar algunas propiedades de los compuestos químicos, determinando que enlace presenta en
cada compuesto.

Materiales

       Una batería de 9 voltios
       Cables
       Una lamparita de 1.5 voltios
       Dos trozos de grafito
       Un cristalizador pequeño
       Cloruro de sodio
       H2O destilada
       Limón
       Gasoil

Procedimiento

   1. Armen el circuito eléctrico según indica el esquema. Coloquen en el cristalizador aproximadamente
      un centímetro de altura de cloruro de sodio (Sal de mesa). Introduzcan los dos extremos de los cable
      (rojo y verde) a la vez a una distancia de dos centímetro
      uno el otro.
           Tomar nota que ocurre con la lámpara.
           Repita la experiencia solo con H2O destilada.
           Ha ocurrido lo mismo que el experimento que
              contiene cloruro de sodio.
           SI o NO
           Comprueben la conductividad eléctrica y anoten
              los resultados. Procedan de la misma manera con
              las otras sustancias obtenidas en la experiencia
              todas las experiencias, utilizando en cada caso el cristalizador limpio y seco. Vuelquen los
              resultados en una tabla.

                5 ml H2O                    5 ml H2O y               5 ml                        5 ml
                                            jugo de                  H2O                         H2O
                Destilada                   limón                    azúcar                      cobre

                                            naftaleno




                                      5 ml                                                   5 ml
             5 ml hidrocarburo                                              5 ml
                                      hidrocarburo                                        H2Ocloruro
                                                                        hidrocarburo
                   ClNa               naftaleno                                            de sodio
                                                                           azúcar




                                                                                             3

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       Pregunta para la discusión:
       Teniendo en cuenta los resultados de la experiencia, ¿Cómo se vinculan las propiedades
       observadas con los enlaces entre los átomos?




Experiencia 2:

Objetivo: verificar algunas propiedades de los compuestos químicos, según el enlace que presente.

Materiales

        Ocho tubos de ensayo
        Una gradilla
        Una cuchara espátula
        Agua
        Nafta, querosén
        Cloruro de sodio
        Naftaleno
        Azúcar
        Limaduras de cobre


Procedimiento
                                                                                                                 5 ml
                                                                                                             hidrocarburo
   1. Rotular los tubos: 1 A, 2 A, 3 A, 4 A; 1 B, 2 B, 3 B, 4 B.
                                                                                        5 ml
                                                                                    hidrocarburo

  1A    5 ml    2A 3A 5 ml 4A              5 ml   1B        5 ml   2B   3B              4B.
        H2O            H2O                 H2O              H2O




                                                                                                       5 ml
                                                                                 5 ml
                                                                                                   hidrocarburo
                                                                             hidrocarburo




   2. Colocar 5 mililitros de agua a los tubos A y 5 mililitros de hidrocarburos a los tubos B.
   3. Agregar una punta de espátula de cloruro de sodio (1 A), naftaleno (2 A), azúcar (3 A) y cobre (4 A); y
      repetir en B.
                                5 ml H2O
                                                       5 ml H2O              5 ml H2O              5 ml
                                ClNa                                         azúcar                H2O
                                                       Naftaleno                                   cobre




                                                                                                            4

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                    5 ml
                hidrocarburo
                                          5 ml
                                      hidrocarburo
                   ClNa                  azúcar




                               5 ml
                                                          5 ml
                               hidrocarburo
                                                     hidrocarburo
                               naftaleno
                                                         cobre

   4. Agiten los tubos, observen y vuelquen los resultados en una tabla.

     Pregunta para la discusión:

     Teniendo en cuenta los resultados de la experiencia, ¿Cómo se vinculan las propiedades
     observadas con los enlaces entre los átomos?




Experiencia 3:

Objetivo: verificar algunas propiedades de los compuestos químicos, según el enlace que presente.

Materiales

       Un termómetro de 20 a 300 grados centígrados
       Cuatro tubos de ensayo pequeño.
       Cuatro tubos de ensayo grandes
       Un vaso de precipitados
       Glicerina
       Cloruro de sodio, naftaleno, azúcar y limaduras de cobre
       Mechero de gas
       Trípode
       Tela metálica
       Soporte universal
Procedimiento

   1. Coloquen el termómetro dentro del tubo de ensayo pequeño y agreguen una cantidad de cloruro de
      sodio que no supere el nivel del bulbo del termómetro. Introduzcan el tubo en el vaso de precipitado
      que contenga aproximadamente 5 cm de altura de glicerina. Calienten agitando continuamente con

                                                                                              5

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      el termómetro hasta visualizar el cambio de estado. Si no notan cambios al alcanzar la temperatura
      de 230º C, suspendan la experiencia.
   2. Anoten la temperatura.
   3. Procedan de la misma manera con naftaleno, azúcar y cobre.




   Pregunta para la discusión:
   Teniendo en cuenta los resultados de la experiencia, ¿Cómo se vinculan las propiedades observadas
   con los enlaces entre los átomos?




Actividad N°1:

        Representa la estructura de Lewis de las siguientes sustancias:
   1.   Cloruro de potasio K Cl
   2.   Ioduro de calcio Ca Cl2
   3.   Sulfuro de sodio Na2 S
   4.   Óxido de calcio CaO
   5.   Óxido de Litio Li2O
   6.   Óxido de aluminio Al2O3

Actividad N°2:




                                                                                            6

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Actividad N°3:

       Lee el texto: “Uniones químicas” y completa el siguiente cuadro, teniendo en cuenta las
       propiedades y las características de cada tipo de enlace.




                                                                                     7

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  • 1. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente Tema: Uniones Químicas. (Interatómicas y las intermoleculares) Subtema: Clasificación general de las Uniones Químicas Interatómicas (Iónicas, Covalentes yMetálicas. Marco teórico: En química vemos dos tipos de uniones. Las interatómicas y las intermoleculares. Y en este caso nos detendremos inicialmente en las uniones INTERATÓMICAS. Uniones Interatómicas: Son las que se establecen entre los átomos. Hay de tres tipos. En dos de ellas, las llamadas Iónicas y Covalentes, los átomos tratan de llegar a completar el último nivel con ocho electrones cumpliendo con la clásica teoría del octeto de Lewis. La otra es la Unión metálica que se establece entre átomos iguales del mismo metal. Uniones Iónicas: Aquellas que se realizan entre metales y no metales. Donde la diferencia de electronegatividad es importante. Ejemplos típicos lo constituyen los metales del grupo 1 o 2 con los no metales del grupo 7. Ej: Sodio con Cloro o Calcio con Bromo. En estas uniones los electrones no se comparten sino que se ceden y se captan de forma absoluta, es decir, los metales electropositivos ceden electrones adquiriendo cargas positivas por tener protones en exceso. Y los no metales electronegativos los aceptan y completan así su último nivel energético. Se forman así cationes positivos y aniones negativos. Propiedades:  Las propiedades que distinguen a los compuestos iónicos son:  Tener puntos de fusión y ebullición elevados.  Ser solubles en solventes polares como el agua.  Forman estructuras de redes cristalinas duras.  Presentan alta conductividad eléctrica en soluciones acuosas por ser iones. Veremos un caso típico de una unión iónica. El sodio del grupo 1 con el cloro del grupo 7. Tienen bastante diferencia de electronegatividad. El sodio le cede al cloro el único electrón que tiene en su última capa o nivel energético. De esta manera el cloro completa su último nivel con ocho electrones. Quedan formados el catión sodio y anión cloro.Este tipo de estructuras representadas con los electrones de la última capa, se denominan estructuras de Lewis. También las usaremos para las uniones covalentes. Uniones Covalentes: En este tipo de unión los no metales se unen con los no metales. Se da entre los átomos con poca o nula diferencia de electronegatividad. Y a diferencia de las uniones iónicas no se forman iones. Las uniones 1 Ludtke Ricardo Gabriel
  • 2. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente se establecen por la formación de pares electrónicos, de los cuales,cada electrón del par es aportado por uno de los átomos que forman dichas uniones. Los electrones se comparten, no se ceden o se captan totalmente. Esta es otra gran diferencia con respecto a la unión iónica en donde los electrones se ceden totalmente de parte de los cationes. Algunas características que presentan los compuestos covalentes son:  Presentar bajos puntos de fusión y ebullición  Ser insolubles en solventes polares como el agua y el alcohol.  Ser solubles en ciertos solventes orgánicos  No formar iones Aquí vemos un ejemplo de una unión covalente entre el oxígeno y el carbono. Podemos ver la formación de dos pares dobles de electrones, ya que cada unión está formada por cuatro electrones en total. Dos de ellos los aporta el carbono y los otros dos el oxígeno. Tanto el carbono como el oxígeno llegan a ocho electrones en total. Unión Metálica: En las uniones metálicas, los átomos se mantienen unidos gracias a que sus núcleos positivos están rodeados de una nube de electrones en permanente movimiento. Adquieren una forma de red tridimensional donde los nudos están representados por los núcleos atómicos y estos están rodeados por otros. Esta característica es la responsable de algunas propiedades de los metales como ser excelentes conductores de la electricidad y tener cierto brillo. Un estudio microscópico de la estructura de un metal permite explicar con un modelo sencillo las propiedades que se observan a simple vista. A su vez, estas propiedades van a determinar los usos de estos metales y de sus aleaciones. Una unión metálica es la fuerza de atracción electrostática entre los núcleos de los átomos metálicos y los electrones libres o móviles que se encuentran en su estructura. Es una estructura en capas y las fuerzas entre los núcleos y los electrones no tienen dirección única: la atracción se produce en todas las direcciones posibles (analizar la figura). Esto les otorga a los metales propiedades muy particulares, como su dureza y su maleabilidad (capacidad de adquirir diferentes formas). Objetivos de las actividades: Que los alumnos: Diferencien los tipos de uniones Químicas. Comiencen a representar la formación de una unión química utilizando el modelo de Lewis; Comiencen a relacionar las propiedades de los diferentes tipos de materiales según la unión química 2 Ludtke Ricardo Gabriel
  • 3. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente Experiencia 1: UNIONES QUÍMICAS Objetivo: verificar algunas propiedades de los compuestos químicos, determinando que enlace presenta en cada compuesto. Materiales Una batería de 9 voltios Cables Una lamparita de 1.5 voltios Dos trozos de grafito Un cristalizador pequeño Cloruro de sodio H2O destilada Limón Gasoil Procedimiento 1. Armen el circuito eléctrico según indica el esquema. Coloquen en el cristalizador aproximadamente un centímetro de altura de cloruro de sodio (Sal de mesa). Introduzcan los dos extremos de los cable (rojo y verde) a la vez a una distancia de dos centímetro uno el otro.  Tomar nota que ocurre con la lámpara.  Repita la experiencia solo con H2O destilada.  Ha ocurrido lo mismo que el experimento que contiene cloruro de sodio.  SI o NO  Comprueben la conductividad eléctrica y anoten los resultados. Procedan de la misma manera con las otras sustancias obtenidas en la experiencia todas las experiencias, utilizando en cada caso el cristalizador limpio y seco. Vuelquen los resultados en una tabla. 5 ml H2O 5 ml H2O y 5 ml 5 ml jugo de H2O H2O Destilada limón azúcar cobre naftaleno 5 ml 5 ml 5 ml hidrocarburo 5 ml hidrocarburo H2Ocloruro hidrocarburo ClNa naftaleno de sodio azúcar 3 Ludtke Ricardo Gabriel
  • 4. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente Pregunta para la discusión: Teniendo en cuenta los resultados de la experiencia, ¿Cómo se vinculan las propiedades observadas con los enlaces entre los átomos? Experiencia 2: Objetivo: verificar algunas propiedades de los compuestos químicos, según el enlace que presente. Materiales Ocho tubos de ensayo Una gradilla Una cuchara espátula Agua Nafta, querosén Cloruro de sodio Naftaleno Azúcar Limaduras de cobre Procedimiento 5 ml hidrocarburo 1. Rotular los tubos: 1 A, 2 A, 3 A, 4 A; 1 B, 2 B, 3 B, 4 B. 5 ml hidrocarburo 1A 5 ml 2A 3A 5 ml 4A 5 ml 1B 5 ml 2B 3B 4B. H2O H2O H2O H2O 5 ml 5 ml hidrocarburo hidrocarburo 2. Colocar 5 mililitros de agua a los tubos A y 5 mililitros de hidrocarburos a los tubos B. 3. Agregar una punta de espátula de cloruro de sodio (1 A), naftaleno (2 A), azúcar (3 A) y cobre (4 A); y repetir en B. 5 ml H2O 5 ml H2O 5 ml H2O 5 ml ClNa azúcar H2O Naftaleno cobre 4 Ludtke Ricardo Gabriel
  • 5. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente 5 ml hidrocarburo 5 ml hidrocarburo ClNa azúcar 5 ml 5 ml hidrocarburo hidrocarburo naftaleno cobre 4. Agiten los tubos, observen y vuelquen los resultados en una tabla. Pregunta para la discusión: Teniendo en cuenta los resultados de la experiencia, ¿Cómo se vinculan las propiedades observadas con los enlaces entre los átomos? Experiencia 3: Objetivo: verificar algunas propiedades de los compuestos químicos, según el enlace que presente. Materiales Un termómetro de 20 a 300 grados centígrados Cuatro tubos de ensayo pequeño. Cuatro tubos de ensayo grandes Un vaso de precipitados Glicerina Cloruro de sodio, naftaleno, azúcar y limaduras de cobre Mechero de gas Trípode Tela metálica Soporte universal Procedimiento 1. Coloquen el termómetro dentro del tubo de ensayo pequeño y agreguen una cantidad de cloruro de sodio que no supere el nivel del bulbo del termómetro. Introduzcan el tubo en el vaso de precipitado que contenga aproximadamente 5 cm de altura de glicerina. Calienten agitando continuamente con 5 Ludtke Ricardo Gabriel
  • 6. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente el termómetro hasta visualizar el cambio de estado. Si no notan cambios al alcanzar la temperatura de 230º C, suspendan la experiencia. 2. Anoten la temperatura. 3. Procedan de la misma manera con naftaleno, azúcar y cobre. Pregunta para la discusión: Teniendo en cuenta los resultados de la experiencia, ¿Cómo se vinculan las propiedades observadas con los enlaces entre los átomos? Actividad N°1: Representa la estructura de Lewis de las siguientes sustancias: 1. Cloruro de potasio K Cl 2. Ioduro de calcio Ca Cl2 3. Sulfuro de sodio Na2 S 4. Óxido de calcio CaO 5. Óxido de Litio Li2O 6. Óxido de aluminio Al2O3 Actividad N°2: 6 Ludtke Ricardo Gabriel
  • 7. Profesorado en Química TIP IV: Práctica Profesional Docente Actividad N°3: Lee el texto: “Uniones químicas” y completa el siguiente cuadro, teniendo en cuenta las propiedades y las características de cada tipo de enlace. 7 Ludtke Ricardo Gabriel