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GUIA N° 11 AGOSTO - 2021 CAMPO ASIGNATURA GRADO CURSOS CIENTÍFICO Y TECNOLÓGICO QUÍMICA 10° DÉCIMOS JM - JT OBJETIVOS / PROPÓSITOS - Comprender los conceptos básicos sobre los enlaces químicos. - Diferenciar las clases de enlaces químicos. - Relacionar los enlaces químicos con situaciones de la vida diaria. APRENDIZAJES / CONTENIDOS - Los enlaces químicos. - Clases de enlaces químicos. EVALUACIÓN Y DESEMPEÑOS ESPERADOS A través de las actividades propuestas, el estudiante debe comprender las ideas básicas sobre cómo y por qué se enlazan unos átomos con otros y diferenciar las clases de enlaces. RECURSOS VIRTUALES Se sugiere visitar el siguiente enlace para reforzar el contenido de la guía: https://www.youtube.com/watch?v=C4mZpTEgdio TIEMPO ESTABLECIDO Guía 11: Semanas del 17 de agosto al 17 de septiembre. Fecha máxima de entrega: 17 de septiembre. FORMA DE ENVÍO 1. Envía fotos nítidas de tu trabajo, debes numerar cada página. 2. Marcar cada página con tu nombre, curso y jornada. 3. En el asunto del correo coloca curso + jornada + apellidos y nombre ejemplo: 1001_JT_Pérez_Juan 4. Envía a los correos: JM: Docente Jairo Calderón Jaramillo. correo: quimicagensantander2021@gmail.com JT: Docente Edna Rodríguez. Correo: rodriguezfednac@gmail.com GUÍA N° 11 (agosto 17 hasta septiembre 17) LOS ENLACES QUÍMICOS INTRODUCCIÓN: Todos los materiales que nos rodean y que utilizamos diariamente están hechos de átomos. Pero, generalmente, estos átomos no están aislados, se unen unos con otros, formando compuestos. Pero… ¿Por qué se unen unos átomos con otros? ¿Qué los mantiene unidos? ¿Cuántos compuestos químicos se conocen? ¿Qué relación hay entre los enlaces químicos y la vida diaria? Estas preguntas y otras más las podemos comprender y responder estudiando los enlaces químicos. EL ENLACE QUÍMICO: Se define como el conjunto de fuerzas que mantienen unidos a los átomos, iones y moléculas cuando forman distintas agrupaciones estables. ¿Por qué se unen los átomos? Los átomos se unen buscando su estado más estable; para lograrlo, los átomos ceden, ganan o comparten electrones con otros átomos, estableciendo enlaces químicos. ¿Y cuál es el estado más estable de los átomos? Los átomos logran su estado más estable cuando llenan completamente su último nivel de energía, lo que sucede, generalmente, cuando completan 8 electrones en el nivel más externo. A esta tendencia que tienen los átomos de “…completar 8 electrones en el último nivel de energía”, se le conoce como la Regla del Octeto. De esta manera los átomos logran la configuración electrónica del gas noble más cercano, alcanzando así su estado más estable. El Hidrógeno, Helio, Litio, Berilio, no alcanzan a completar los 8 electrones en el último nivel de energía, pero su estabilidad la consiguen con 2 electrones en el último nivel, que corresponde a la configuración del Helio, que es uno de los gases nobles. Los gases nobles están localizados en el grupo VIII A (grupo 18) de la tabla periódica, son muy estables y no reaccionan con los demás elementos, por lo tanto, no forman compuestos. Esa gran estabilidad se debe a que todos ellos (excepto el Helio) tienen completo el último nivel de energía con 8 electrones. Esta observación hizo suponer a los científicos (entre ellos Gilbert Lewis) que los átomos se enlazan buscando la configuración estable del gas noble más cercano. Estructuras de Lewis: Gilbert Lewis (científico estudioso de los enlaces químicos) propuso una forma sencilla de representar los enlaces que puede formar un átomo. Esta representación, conocida como Estructuras de Lewis, consiste en escribir el símbolo del elemento y alrededor, con puntos o x, indicar la cantidad de electrones de valencia que tenga ese elemento. Recordemos que los electrones de valencia son los que están ubicados en el último nivel de energía del átomo y a través de ellos es que el átomo se enlaza con otros átomos. Recordemos SECRETARIA DE EDUCACIÓN MAYOR DE BOGOTA D.C INSTITUCION EDUCATIVA DISTRITAL GENERAL SANTANDER – ENGATIVÁ RESOLUCION 2570 DE AGOSTO 22 DE 2002 “FORMACIÓN CON SENTIDO HUMANO Y TECNOLÓGICO HACIA UN FUTURO SOLIDARIO Y EQUITATIVO” https://www.youtube.com/watch?v=C4mZpTEgdio mailto:quimicagensantander2021@gmail.com mailto:rodriguezfednac@gmail.com también que para saber cuántos electrones de valencia tiene un elemento, basta con ubicarlo en la tabla periódica, pues la cantidad de electrones de valencia equivale al número del grupo en el que se encuentre. Veamos algunos ejemplos de estructuras de Lewis: CLASES DE ENLACES QUÍMICOS: Si los átomos ceden o comparten electrones, se pueden formar 3 clases de enlaces: iónicos, covalentes o metálicos. Enlaces iónicos: Un enlace iónico (también llamado enlace electrovalente) es un tipo de enlace químico que ocurre cuando un átomo cede un electrón al otro, a fin de que ambos alcancen estabilidad electrónica. Esta unión normalmente se produce entre elementos metales y no metales con diferente electronegatividad, lo que significa que los elementos tienen diferente capacidad para atraer electrones. En general, los elementos metales están dispuestos a donar un electrón mientras que los no metales están dispuestos a tomarlo. Para que se configure el enlace iónico la diferencia de electronegatividad entre los dos átomos debe ser superior a 1,7. Reciben el nombre de enlaces iónicos porque producen iones en su proceso. Veamos: cuando ocurre la transferencia de electrones entre los átomos, el donador se convierte en un ion positivo llamado catión, lo que significa que adquiere carga positiva. Por su parte, el receptor se transforma en un ion negativo llamado anión. Algunas propiedades de los compuestos formados por enlaces iónicos son las siguientes: • Son sólidos a temperatura ambiente. • Tienen altos puntos de fusión y ebullición. • En estado sólido no conducen la electricidad, pero sí lo hacen cuando están disueltos en agua. • Son duros, pero frágiles. • Son muy solubles en agua. Enlaces covalentes: Son aquellos que se forman cuando los átomos, para alcanzar su estabilidad, se unen y comparten electrones. En este caso, la diferencia de electronegatividad entre los átomos es muy baja (menor a 1,7) o igual a cero. Cuando se presenta esta situación, ninguno de los dos átomos tiene suficiente fuerza (electronegatividad) para quitarle electrones al otro, por lo que deben compartirlos. En el siguiente ejemplo observamos el enlace entre el Hidrógeno y el Cloro, para forma el ácido clorhídrico: Enlaces covalentes polares y no polares: Si la diferencia de electronegatividad entre los dos átomos es apreciable (pero siempre menor que 1,7) se puede formar un polo parcialmente negativo sobre el átomo más electronegativo, mientras que sobre el átomo menos electronegativo se forma un polo parcialmente positivo, se configura así un enlace covalente polar. Por el contrario, si la diferencia de electronegatividad es cero, los electrones del enlace son atraídos con la misma fuerza por ambos átomos, por lo que no se forman polos sobre la molécula, configurándose un enlace covalente no polar. Enlace covalente polar Enlace covalente no polar Na+ Cl- Enlaces covalentes múltiples: Dependiendo de la cantidad de electrones que compartan los átomos, los enlaces covalentes pueden Sencillos (se comparten un par de electrones), dobles (se comparten 2 pares de electrones) y triples (se comparten 3 pares de electrones). Algunas propiedades de los compuestos formados por enlaces covalentes son las siguientes: • Tienen bajos puntos de fusión y ebullición. • Cuando están en estado sólido, son relativamente blandos y malos conductores del calor y la electricidad. • Son bastante estables y de escasareactividad. ENLACES METÁLICOS: Los enlaces metálicos son, como su nombre lo indica, un tipo de unión química que se produce únicamente entre los átomos de un mismo elemento metálico. Gracias a este tipo de enlace los metales logran estructuras moleculares sumamente compactas, sólidas y resistentes, dado que los núcleos de sus átomos se juntan a tal extremo, que comparten sus electrones de valencia. En el caso de los enlaces metálicos, lo que ocurre con los electrones de valencia es que abandonan sus órbitas alrededor del núcleo atómico cuando éste se junta con otro, y permanecen alrededor de ambos núcleos como una especie de nube electrónica. De esta manera las cargas positivas y negativas mantienen su atracción, sujetando firmemente al conjunto atómico y alcanzando márgenes importantes de dureza, compactación y durabilidad, que son típicas de los metales en barra. Podemos decir que el enlace metálico constituye un vínculo atómico muy fuerte, propio de átomos metálicos de la misma especie. - Fuente: https://concepto.de/enlace- metalico/ Algunas propiedades de los metales son las siguientes: • Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio, único metal líquido) • Son buenos conductores del calor y la electricidad. • La mayoría presentan alta dureza y resistencia. • Sus átomos se organizan en estructuras cristalinas. • Son maleables y dúctiles. Bibliografía: Hipertextos Química 1 Editorial Santillana. - Recursos libres de internet ACTIVIDADES GUÍA 11 1. Lea atentamente la teoría sobre los enlaces químicos contenida en esta guía y responda las siguientes preguntas en su cuaderno: a. ¿Qué es un enlace químico? b. ¿Cuál es el estado más estable de los átomos? c. ¿En qué consiste la regla del octeto? d. ¿Cuáles son los gases nobles y cuáles son sus características principales? e. ¿Qué es una estructura de Lewis? Escriba las estructuras de Lewis para los elementos: Litio, Calcio, Fósforo, Neón. 2. En un cuadro comparativo escriba las definiciones y características principales de las clases de enlace (iónico, covalente y metálico). 3. Explique qué es la Electronegatividad; busque en la tabla periódica la electronegatividad para los elementos: Cloro, Magnesio, Hierro, Flúor, Azufre, Oxígeno, Potasio y organícelos en orden creciente (de menor a mayor) de electronegatividad. https://concepto.de/enlace-metalico/ https://concepto.de/enlace-metalico/ 4. Utilice los valores de electronegatividad (que aparecen en la tabla periódica) para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre los siguientes elementos (recuerde que si la diferencia de electronegatividad es mayor de 1,7 el enlace es iónico y si es menor de 1,7 es covalente): a. Rb y Cl b. Fe y O c. Na y Cl d. S y Li 5. Realice las estructuras de Lewis para representar los enlaces que se forman en los siguientes compuestos: a. H2S (ácido sulfhídrico) b. H2O (agua) c. KCl (Cloruro de potasio) d. CO2 (Óxido Carbónico) 6. Con ayuda de la tabla periódica complete la siguiente tabla: Nombre Fórmula Estructura de Lewis Diferencia de electronegatividad Clase de enlace Fluoruro de sodio NaF Sulfuro de calcio CaS Ácido Clorhídrico HCl Nitrógeno molecular N2 7. Clasifique los siguientes compuestos como polares o no polares: a. HBr (ácido bromhídrico) b. O2 (oxígeno molecular) c. FeO (óxido ferroso) 8. Consulte algunas aplicaciones de los enlaces químicos en la vida diaria. 9. Lectura: Electricidad atmosférica El ser humano siempre ha sentido miedo de las tormentas, debido a los rayos y truenos que en ellas se originan. Estos fenómenos naturales eran para nuestros antepasados una manifestación de la ira divina. En la actualidad, sabemos que se trata de una simple descarga eléctrica entre dos zonas de la atmósfera cargadas de electricidad con signo contrario. Pero ¿desde cuándo sabemos esto? En 1749, la Academia de Burdeos (Francia) ofreció un premio a quien contestara a la siguiente pregunta: ¿existe una analogía entre electricidad y rayo? Pues bien, el premio lo ganó M. Barbatte, quien afirmó que ambas cosas eran lo mismo, aunque no pudo aportar ninguna explicación experimental. En 1752, Benjamín Franklin realizó el famoso experimento de hacer volar una cometa a través de una nube, con el que pretendía demostrar que los relámpagos eran un intercambio de electricidad, un fenómeno eléctrico entre cielo y suelo. Para ello, puso a volar, en medio de una tormenta, una cometa. En su punta colocó una aguja metálica y, de cola, utilizó un hilo de seda, en cuyo extremo inferior ató una llave de metal. La idea era que, si había electricidad en las nubes, ésta sería atraída por la fina punta de la aguja (gracias al efecto punta). Se desplazaría a través del hilo de seda mojado por la lluvia y cargaría eléctricamente la llave metálica que estaba en el extremo. Si esto fuera así cuando acercara su mano a la llave deberían saltar chispas de ésta. Y así lo hizo. Y saltaron chispas hacia su mano, con lo que quedaba demostrada la naturaleza eléctrica de los relámpagos. Pero tuvo suerte. Mucha suerte. Otros hombres que repitieron el experimento murieron electrocutados por la descarga de la llave. En concreto, en 1753, un año después de esta experiencia, el físico G. W. Richmann moría electrocutado, al repetir el experimento que demostraba la naturaleza eléctrica de los fenómenos tormentosos. Franklin, además de demostrar la naturaleza eléctrica de los rayos, ideó un procedimiento para protegernos de ellos: el pararrayos. Pero, ¿cómo se origina el rayo? No se sabe con certeza por qué ni cómo se separan las cargas eléctricas en una nube tormentosa. Estas nubes son de desarrollo vertical. Las cargas positivas se concentran en la parte superior, mientras que las cargas negativas lo hacen a varios kilómetros de distancia, en la parte inferior. La diferencia de potencial entre las dos zonas de la nube puede llegar a varios millones de voltios. Para esta tensión, el aire deja de ser aislante, permitiendo la descarga en el interior de la nube. Esta descarga eléctrica (el rayo) va acompañada de una intensa luz (el relámpago), y de un fuerte estruendo (el trueno). A veces la descarga tiene lugar entre una nube y la Tierra y otras entre dos nubes distintas. (Tomado de https://www.estuaria.es/wp-content/uploads/2016/01/LECTURAS-CCNN_-3%C2%BA.pdf) Con base en la lectura responda las siguientes preguntas: a. Explique por qué dice el texto que “estos fenómenos naturales eran para nuestros antepasados una manifestación de la ira divina” b. Dibuje un pararrayos en un edificio y explica cómo funciona. c. Elabore un dibuje que muestre la formación de las cargas eléctricas en las nubes y la posterior descarga (el rayo).