FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 Tema 3 Enlace Químico Tema 3 Enlace Químico IES Padre Manjón Prof: Eduardo Eisman IES Padre Manjón Prof:

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1 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 Tema 3 Enlace Químico Tema 3 Enlace Químico IES Padre Manjón Prof: Eduardo Eisman IES Padre Manjón Prof: Eduardo Eisman 1

2 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 El Enlace Químico 2 CONTENIDOS 1. Enlace químico en las sustancias  2. Tipos de enlace entre átomos  3. Enlace iónico  4. Enlace covalente  5. Enlace metálico  6. Enlace con moléculas  7. Propiedades de las sustancias y enlace CRITERIOS DE EVALUACIÓNESTÁNDARES DE APRENDIZAJE 4. Interpretar los distintos tipos de enlace químico a partir de la configuración electrónica de los elementos implicados y su posición en la Tabla Periódica. 4.1. Utiliza la regla del octeto y diagramas de Lewis para predecir la estructura y fórmula de los compuestos iónicos y covalentes. 4.2. Interpreta la diferente información que ofrecen los subíndices de la fórmula de un compuesto según se trate de moléculas o redes cristalinas. 5. Justificar las propiedades de una sustancia a partir de la naturaleza de su enlace químico. 5.1. Explica las propiedades de sustancias covalentes, iónicas y metálicas en función de las interacciones entre sus átomos o moléculas. 5.2. Explica la naturaleza del enlace metálico utilizando la teoría de los electrones libres y la relaciona con las propiedades características de los metales. 5.3. Diseña y realiza ensayos de laboratorio que permitan deducir el tipo de enlace presente en una sustancia desconocida.

3 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 El Enlace Químico 3 CRITERIOS DE EVALUACIÓNESTÁNDARES DE APRENDIZAJE 6. Nombrar y formular compuestos inorgánicos ternarios según las normas IUPAC. 6.1. Nombra y formula compuestos inorgánicos ternarios, siguiendo las normas de la IUPAC. 7. Reconocer la influencia de las fuerzas intermoleculares en el estado de agregación y propiedades de sustancias de interés. 7.1. Justifica la importancia de las fuerzas intermoleculares en sustancias de interés biológico. 7.2. Relaciona la intensidad y el tipo de las fuerzas intermoleculares con el estado físico y los puntos de fusión y ebullición de las sustancias covalentes moleculares, interpretando gráficos o tablas que contengan los datos necesarios.

4 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 4 Enlace químico entre átomos: fuerzas que mantienen unidos a los átomos que forman un cristal o una molécula Enlace químico entre moléculas o fuerzas intermoleculares: conjunto de fuerzas que unen las moléculas. Son responsables de que una sustancia se presente en estado, sólido, líquido o gas, y también de que se pueda disolver en otra. Las fuerzas involucradas en el enlace químico son de naturaleza eléctrica.

5 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 5 Para alcanzar la máxima estabilidad, todos los átomos tienden a obtener la configuración de valencia de los gases nobles (8 electrones, salvo el helio). Existen tres tipos de enlaces entre átomos: iónico, covalente y metálico.

6 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 6 Mecanismos de unión entre átomos Transferencia de electrones Compartición de electrones Liberación de electrones se caracterizan por Enlace iónico Metales + No metales se llama es la unión entre Enlace covalente No metales + No metales se llama es la unión entre Enlace metálico Átomos de un mismo metal se llama es la unión entre 2.2 El enlace químico entre átomos

7 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 + Anión oxígeno O = Catión magnesio Mg ++ - - - 12p+ 12nº - - - - - - - - - - 8p+ 8nº - - - - - - -  Regla del octeto Los iones formados quedan unidos ya que se atraen fuertemente por tener carga eléctrica de distinto signo. iónico un metal y un no metalEste enlace se denomina iónico, ya que los átomos participantes se encuentran en forma de iones. Se produce entre átomos de un metal y un no metal Una de las formas que tiene los átomos de tener ocho electrones en su último nivel de energía es perdiendo o ganando electrones. El magnesio cede dos electrones al oxígeno. Ambos consiguen completar el octeto en su capa de valencia. + - - - 8p+ 8nº - - - - - Oxígeno - - - 12p+ 12nº - - - - - - - - - Magnesio 7

8 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 8 Na + Na O O 2– En el caso del sodio y el oxígeno: El enlace iónico no forma moléculas. La fórmula del compuesto iónico indica la proporción en que se combinan. El enlace iónico no forma moléculas. La fórmula del compuesto iónico indica la proporción en que se combinan.

9 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 9 Ión O 2- Ión Mg 2+ iónfuerzas en todas direccionesUn ión ejerce fuerzas en todas direcciones, de modo que cada ión positivo atrae a todos los iones negativos vecinos, rodeándose del mayor número de ellos posible, y viceversa. redes cristalinas geométricas.Los compuestos iónicos no forman moléculas, sino agregados iónicos que dan lugar a redes cristalinas geométricas. Cristal iónico

10 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 10 Compuesto iónico Punto de Fusión ºC NaF990 NaCl800 NaBr750 NaI660 MgO2664 CaO2570 SrO2430 BaO1925 sólidos cristalinos.A temperatura ambiente, son sólidos cristalinos. altos puntos de fusión y ebulliciónTienen altos puntos de fusión y ebullición, debido a la intensidad de las fuerzas de enlace, que hace muy difícil separar los iones. durosfrágilesSon duros (oposición a ser rayados) y frágiles (un golpe seco altera la red).

11 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 11 La mayoría son solubles en disolventes polares que como el aguaLa mayoría son solubles en disolventes polares que como el agua. Pero ninguno en disolventes orgánicos apolares (gasolinas, benceno,…). estado sólido no conducen la electricidad, fundidos disolución conductores de la electricidad porque, en este caso, los iones positivos y negativos tienen libertad de movimiento.En estado sólido no conducen la electricidad, sin embargo fundidos o en disolución se convierten en conductores de la electricidad porque, en este caso, los iones positivos y negativos tienen libertad de movimiento.

12 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 12 1.Estudia la fórmula de los compuestos iónicos que resultan de la combinación de: a)Ca y O b)Al y I c)F y Mg 1.Estudia la fórmula de los compuestos iónicos que resultan de la combinación de: a)Ca y O b)Al y I c)F y Mg

13 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 par común 13 Ejemplo: La molécula de flúor: F 2  La configuración electrónica del átomo de flúor es: 1s 2 2s 2 2p 5 enlace covalenteEl enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones para completar su capa de valencia, según la regla del octeto, adquiriendo así estabilidad. Diagramas de Lewis: Lewis propuso representar los electrones de la última capa en parejas o aislados mediante puntos o cruces alrededor del símbolo del elemento: F + F F F F - F o bien F2F2 F2F2

14 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 14 En la molécula de nitrógeno, N 2, el átomo de nitrógeno [He] 2s 2 2p 3, necesita tres electrones para completar el octeto; se comparten tres pares de electrones. La molécula de nitrógeno se forma mediante un enlace covalente triple. HH HH o H H O O En la molécula de oxígeno, O 2, se comparten dos pares de electrones. La molécula se forma mediante un enlace covalente doble. O [He] 2s 2 2p 4 o O O O O En la molécula de hidrógeno, H 2, se comparte un par de electrones. La molécula se forma mediante un enlace covalente simple. H: 1s 1 NN NN N N N2N2

15 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 15 En la molécula de agua, H 2 O, el átomo de oxígeno necesita dos electrones para completar el octeto. El oxígeno comparte un par de electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno. O H 2 O H H o O H H moléculasLa mayoría de las sustancias covalentes forman moléculas. La fórmula de una molécula indica el número de átomos de cada elemento que la forman, y no solo su proporción. En una misma molécula covalente se pueden dar varios y distintos tipos de enlaces covalentes. CO 2 dióxido de carbono         COCl 2 fosgeno         

16 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 16 Diamante: carbono cristalizado Cristal perfecto e incoloro. Es el material más duro. Aislante eléctrico. A cada átomo le queda 1 electrón que no forma enlace covalente, lo que hace que pueda conducir electricidad. La sustancia (cuarzo o arena) es dura y aislante de la electricidad. Grafito Sílice Algunas sustancias covalentes forman cristales (diamante, grafito, sílice).

17 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 17 gaseslíquidas incluso sólidasLa mayoría son, a temperatura y presión ordinarias, gases. Las hay también líquidas (agua, alcohol etílico) e incluso sólidas (yodo y azufre), esto depende de las fuerzas intermoleculares. Poseen bajos puntos de fusión y ebullición. Al no tener electrones libres, no conducen la electricidad. En general son, buenos aislantes. La mayoría no son solubles en agua, pero sí en hidrocarburos y otros disolventes orgánicos. Las sustancias polares disuelven a las polares (el NH 3 se disuelve en H 2 O). Las sustancias apolares disuelven a las apolares (el I 2 se disuelve en CCl 4 ). Cristales covalentes Son sólidos a temperatura ambiente. Presentan altos puntos de fusión y ebullición. Son sustancias muy duras, aunque frágiles.. Son prácticamente insolubles en cualquier tipo de disolvente. No son buenos conductores de la electricidad (excepto el grafito). Sustancias Moleculares

18 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 18 2. Estudia la fórmula de los compuestos covalentes que resultan de la combinación de: a)H y S b)Br y N c)F y C 3.El cloroformo y el agua oxigenada son compuestos covalentes de fórmula CHCl 3 y H 2 O 2, respectivamente. Dibuja la estructura de Lewis de cada uno de ellos. 2. Estudia la fórmula de los compuestos covalentes que resultan de la combinación de: a)H y S b)Br y N c)F y C 3.El cloroformo y el agua oxigenada son compuestos covalentes de fórmula CHCl 3 y H 2 O 2, respectivamente. Dibuja la estructura de Lewis de cada uno de ellos.

19 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 19 ¿Por qué los metales son muy buenos conductores de la electricidad? En 1900, Drude propuso un modelo basado en la idea de que los átomos metálicos, al unirse, se desprenden de sus electrones que quedan deslocalizados en la red y sin conexión con los átomos que quedan cargados positivamente. CRISTAL METÁLICO Cationes metálicos Nube de electrones Cobre + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + El enlace metálico se da cuando se combinan metales entre sí. Se debe a la atracción entre la nube que se forma con los electrones de valencia de los átomos y los iones positivos que quedan.

20 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 20 Son sólidos a temperatura ambiente, excepto el Hg. Tienen altas densidades y altos puntos de fusión y ebullición debido a las grandes fuerzas que intervienen. Poseen un brillo característico (brillo metálico). Son dúctiles y maleables, es decir; se pueden estirar en hilos finos y en chapas. Son excelentes conductores del calor y de la electricidad. No se disuelven en los disolventes ordinarios.

21 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 21 Razona el tipo de enlace que se da en las siguientes sustancias: a) MgCl 2 ; b) Fe; c) NH 3 Razona el tipo de enlace que se da en las siguientes sustancias: a) MgCl 2 ; b) Fe; c) NH 3   a ) Mg es un metal del grupo 2 con dos electrones en la capa de valencia. El Cl es un no metal del grupo 17 con siete electrones en la capa de valencia. Para adquirir la configuración de gas noble:     2+ MgCl 2 cloruro de magnesio Enlace iónico c) El N es un elemento del grupo 15, un no metal con 5 electrones en su capa de valencia. Necesita 3 electrones para completar la capa. El H tiene 1 electrón en su capa de valencia. Necesita 1 electrón para adquirir configuración de gas noble.       Enlace covalente NH 3 amoniaco Enlace covalente NH 3 amoniaco b) El Fe es un elemento del grupo 8. Es un metal de transición. Enlace metálico

22 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 22 4. Analiza el tipo de enlace que se da entre los átomos en las siguientes sustancias: a)BaCl 2 b)SO c)Mg d)NaF e)NF 3 f)Cs 4. Analiza el tipo de enlace que se da entre los átomos en las siguientes sustancias: a)BaCl 2 b)SO c)Mg d)NaF e)NF 3 f)Cs

23 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 23 Las sustancias moleculares pueden aparecer en estado sólido o líquido dependiendo de los enlaces entre sus moléculas. En las sustancias gaseosas las fuerzas intermoleculares son menos intensas. Son moléculas polares aquellas que tienen una parte con mayor densidad de electrones, el polo negativo, y otra parte con menor densidad de electrones, el polo positivo (HCl, H 2 O). Son moléculas apolares aquellas que tienen los electrones repartidos por igual; por eso no tienen polos (Cl 2, CO 2 ). Son moléculas polares aquellas que tienen una parte con mayor densidad de electrones, el polo negativo, y otra parte con menor densidad de electrones, el polo positivo (HCl, H 2 O). Son moléculas apolares aquellas que tienen los electrones repartidos por igual; por eso no tienen polos (Cl 2, CO 2 ). Molécula Polar Molécula Apolar

24 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 24 Los enlaces intermoleculares son enlaces químicos entre moléculas iguales o diferentes. Son más débiles que los enlaces entre los átomos. Los enlaces entre moléculas polares son más fuertes que entre moléculas apolares, que suelen ser gaseosas. Algunas moléculas polares, como el agua, presentan enlaces intermoleculares más fuertes debido al enlace O – H o N – H, que se llama puente de hidrógeno. H 2 O enlaces por puentes de hidrógeno

25 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 25 5. Analiza Indica si las siguientes moléculas son polares o apolares: a)N 2 b)IF c)H 2 d)HBr 6. La molécula de CO 2 es apolar, mientras que la de SCl 2 es polar. ¿Qué puedes decir de la geometría de cada una de ellas? 7. Explica por qué, a temperatura ambiente, el F 2 y el Cl 2 son gases, el Br 2 es un líquido volátil y el I 2 es un sólido que se sublima con facilidad. 5. Analiza Indica si las siguientes moléculas son polares o apolares: a)N 2 b)IF c)H 2 d)HBr 6. La molécula de CO 2 es apolar, mientras que la de SCl 2 es polar. ¿Qué puedes decir de la geometría de cada una de ellas? 7. Explica por qué, a temperatura ambiente, el F 2 y el Cl 2 son gases, el Br 2 es un líquido volátil y el I 2 es un sólido que se sublima con facilidad.

26 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 26 Muchos compuestos iónicos se disuelven en agua gracias a los enlaces que se establecen entre la molécula de agua y los iones. Los disolventes con moléculas apolares como la gasolina o aceite, no pueden disolver compuestos iónicos.

27 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 27 Agua y alcoholAceite y gasolinaAgua y aceite No se mezclan Se mezclan Cuando se mezclan sustancias de polaridad semejante, se forman mezclas homogéneas o disoluciones. Una sustancia polar no se disuelve en un disolvente apolar o viceversa. Para mezclar un líquido polar con un líquido apolar hace falta una tercera sustancia cuya molécula tenga una parte polar y otra apolar (jabón). Cuando se mezclan sustancias de polaridad semejante, se forman mezclas homogéneas o disoluciones. Una sustancia polar no se disuelve en un disolvente apolar o viceversa. Para mezclar un líquido polar con un líquido apolar hace falta una tercera sustancia cuya molécula tenga una parte polar y otra apolar (jabón).

28 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 28 Estado físico A temperatura ambiente, todas las sustancias cristalinas son sólidas. Su punto de fusión depende de la fortaleza del enlace. Los sólidos covalentes y los iónicos tienen la temperatura de fusión más alta, y los metales, más baja. Las sustancias moleculares estarán en estado sólido, líquido o gas, dependiendo de la fortaleza de sus enlaces intermoleculares. En general tienen puntos de fusión y ebullición bajos. Dureza y fragilidad Las sustancias cristalinas son más duras y frágiles que las moleculares. Los cristales covalentes y los iónicos son más duros que los metálicos. Conductividad eléctrica Solo pueden conducir la electricidad las sustancias que tienen cargas que se pueden mover: Compuestos iónicos fundidos o en disolución y los metales. La sustancias covalentes, en general, son aislantes. Solubilidad Algunos compuestos iónicos se disuelven en disolventes polares. Las sustancias moleculares se disuelven en otras de polaridad semejante.

29 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 29 Relaciona cada sustancia con la propiedad más adecuada Oro CaCl 2 I2I2 CHCl 3 cloroformo SiO 2 A.Sólido que no se disuelve en ningún disolvente. B. Sólido que se disuelve en agua. C. Conductor eléctrico en estado sólido. D. Líquido volátil y oloroso. E. Sólido soluble en disolventes apolares.  Oro. Es un elemento metálico. Sus átomos están unidos por enlace metálico. Por tanto, conduce la electricidad en estado sólido (C).  CaCl 2. Unión de metal (Ca) con un no metal (Cl). Iónico, sólido y se disuelve en agua (B).  I 2. Es apolar. Se disuelve en disolventes apolares (E).  CHCl 2. Es un líquido volátil y oloroso y debe ser una sustancia molecular (D).  SiO 2. Es un sólido cristalino covalente, no se disuelve en ningún disolvente (A).

30 FYQ 4.º ESO: Tema 3. Enlace químico Curso 2016/17 30 8. Explica si es posible que la sal se disuelva en aceite. 9. ¿En qué se disuelve mejor el yodo, en agua o en aceite? Explícalo. 10. De las sustancias que se relacionan en el ejercicio resuelto anterior, elige, razonadamente: a) ¿Cuál es el sólido más duro y cuál es el sólido más blando? b) Qué sustancias pueden conducir la electricidad. c) Qué sustancias no conducen la electricidad en ninguna circunstancia. d)Qué sustancias tienen sus átomos unidos mediante enlaces covalentes. 8. Explica si es posible que la sal se disuelva en aceite. 9. ¿En qué se disuelve mejor el yodo, en agua o en aceite? Explícalo. 10. De las sustancias que se relacionan en el ejercicio resuelto anterior, elige, razonadamente: a) ¿Cuál es el sólido más duro y cuál es el sólido más blando? b) Qué sustancias pueden conducir la electricidad. c) Qué sustancias no conducen la electricidad en ninguna circunstancia. d)Qué sustancias tienen sus átomos unidos mediante enlaces covalentes.