EXPERIMENTO DE CÓMO
IDENTIFICAR EL TIPO DE ENLACE EN LAS SUSTANCIAS.
v Objetivo:
Identificar mediante un experimento el tipo de enlace que se forma al mezclar
ciertas sustancias entre si (alcohol etílico, acetona pura, agua destilada,
aceite, azúcar…).
TIPOS
DE ENLACE.
L
|
os átomos se unen
entre sí para formar moléculas mediante fuerzas de enlace. Los tipos
fundamentales de enlace son el iónico, el covalente y el metálico. A
continuación se describen cada uno de los tipos de enlace y sus características
principales.
1.- Enlace iónico.
El enlace iónico consiste en la atracción
electrostática entre átomos con cargas eléctricas de signo contrario. Este tipo
de enlace se establece entre átomos de elementos poco electronegativos con los
de elementos muy electronegativos. Es necesario que uno de los elementos pueda
ganar electrones y el otro perderlo, y como se ha dicho anteriormente este tipo
de enlace se suele producir entre un no metal (electronegativo) y un metal
(electropositivo).
Un ejemplo de sustancia con enlace iónico es
el cloruro sódico. En su formación tiene lugar la transferencia de un electrón
del átomo de sodio al átomo de cloro. Las configuraciones electrónicas de estos
elementos después del proceso de ionización son muy importantes, ya que lo dos
han conseguido la configuración externa correspondiente a los gases nobles,
ganando los átomos en estabilidad. Se produce una transferencia electrónica,
cuyo déficit se cubre sobradamente con la energía que se libera al agruparse
los iones formados en una red cristalina que, en el caso del cloruro sódico, es
una red cúbica en la que en los vértices del paralelepípedo fundamental
alternan iones Cl- y Na+. De esta forma cada ion Cl- queda rodeado de seis
iones Na+ y recíprocamente. Se llama índice de coordinación al número de iones
de signo contrario que rodean a uno determinado en una red cristalina. En el
caso del NaCl, el índice de coordinación es 6 para ambos
Los
compuestos iónicos estado sólido forman estructuras reticulares cristalinas.
Los dos factores principales que determinan la forma de la red cristalina son
las cargas relativas de los iones y sus tamaños relativos. Existen algunas
estructuras que son adoptadas por varios compuestos, por ejemplo, la estructura
cristalina del cloruro de sodio también es adoptada por muchos haluros
alcalinos y óxidos binarios, tales como MgO.
Propiedades de los compuestos iónicos.
Las sustancias iónicas están constituidas por
iones ordenados en el retículo cristalino; las fuerzas que mantienen esta
ordenación son fuerzas de Coulomb, muy intensas. Esto hace que las sustancias
iónicas sean sólidos cristalinos con puntos de fusión elevados. En efecto, para
fundir un cristal iónico hay que deshacer la red cristalina, separar los iones.
El aporte de energía necesario para la fusión, en forma de energía térmica, ha
de igualar al de energía reticular, que es la energía desprendida en la
formación de un mol de compuesto iónico sólido a partir de los correspondientes
iones en estado gaseoso. Esto hace que haya una relación entre energía
reticular y punto de fusión, siendo éste tanto más elevado cuanto mayor es el
valor de aquella.
Por
otra parte, la aparición de fuerzas repulsivas muy intensas cuando dos iones se
aproximan a distancias inferiores a la distancia reticular (distancia en la que
quedan en la red dos iones de signo contrario), hace que los cristales iónicos
sean muy poco compresibles. Hay sustancias cuyas moléculas, si bien son
eléctricamente neutras, mantienen una separación de cargas. Esto se debe a que
no hay coincidencia entre el centro de gravedad de las cargas positivas y el de
las negativas: la molécula es un dipolo, es decir, un conjunto de dos cargas
iguales en valor absoluto pero de distinto signo, separadas a una cierta
distancia. Los dipolos se caracterizan por su momento; producto del valor
absoluto de una de las cargas por la distancia que las separa. Un de estas
sustancias polares es, por ejemplo el agua.
Cuando un compuesto iónico se introduce en un
disolvente polar, los iones de la superficie de cristal provocan a su alrededor
una orientación de las moléculas dipolares, que enfrentan hacia cada ion sus
extremos con carga opuesta a la del mismo. En este proceso de orientación se
libera una energía que, si supera a la energía reticular, arranca al ion de la
red. Una vez arrancado, el ion se rodea de moléculas de disolvente: queda
solvatado. Las moléculas de disolvente alrededor de los iones se comportan como
capas protectoras que impiden la reagrupación de los mismos. Todo esto hace
que, en general, los compuestos iónicos sean solubles en disolventes polares,
aunque dependiendo siempre la solubilidad del valor de la energía reticular y
del momento dipolar del disolvente. Así, un compuesto como el NaCl, es muy
soluble en disolventes como el agua, y un compuesto como el sulfato de bario,
con alta energía reticular, no es soluble en los disolventes de momento dipolar
muy elevado.
2.- Enlace covalente.
Lewis expuso la teoría de que todos los
elementos tienen tendencia a conseguir configuración electrónica de gas noble
(8 electrones en la última capa). Elementos situados a la derecha de la tabla
periódica ( no metales ) consiguen dicha configuración por captura de
electrones; elementos situados a la izquierda y en el centro de la tabla (
metales ), la consiguen por pérdida de electrones. De esta forma la combinación
de un metal con un no metal se hace por enlace iónico; pero la combinación de
no metales entre sí no puede tener lugar mediante este proceso de transferencia
de electrones; por lo que Lewis supuso que debían compartirlos.
Es posible también la formación de enlaces
múltiples, o sea, la compartición de más de un par de electrones por una pareja
de átomos. En otros casos, el par compartido es aportado por sólo uno de los
átomos, formándose entonces un enlace que se llama coordinado o dativo. Se han
encontrado compuestos covalentes en donde no se cumple la regla. Por ejemplo,
en BCl3, el átomo de boro tiene seis electrones en la última capa, y en SF6, el
átomo de azufre consigue hasta doce electrones. Esto hace que actualmente se
piense que lo característico del enlace covalente es la formación de pares
electrónicos compartidos, independientemente de su número.
Fuerzas
intermoleculares.
A diferencia que sucede con los compuestos
iónicos, en las sustancias covalentes existen moléculas individualizadas. Entre
estas moléculas se dan fuerzas de cohesión o de Van der Waals, que debido a su
debilidad, no pueden considerarse ya como fuerzas de enlace. Hay varios tipos
de interacciones: Fuerzas de orientación (aparecen entre moléculas con momento
dipolar diferente), fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en
una molécula no polar una separación de cargas por el fenómeno de inducción
electrostática) y fuerzas de dispersión (aparecen en tres moléculas no
polares).
Propiedades
de los compuestos covalentes.
Las fuerzas de Van der Waals pueden llegar a
mantener ordenaciones cristalinas, pero los puntos de fusión de las sustancias
covalentes son siempre bajos, ya que la agitación térmica domina, ya a
temperaturas bajas, sobre las débiles fuerzas de cohesión. La mayor parte de
las sustancias covalentes, a temperatura ambiente, son gases o líquidos de
punto de ebullición bajo (por ejemplo el agua). En cuanto a la solubilidad,
puede decirse que, en general, las sustancias covalentes son solubles en
disolventes no polares y no lo son en disolventes polares. Se conocen algunos
sólidos covalentes prácticamente infusibles e insolubles, que son excepción al
comportamiento general descrito. Un ejemplo de ellos es el diamante. La gran
estabilidad de estas redes cristalinas se debe a que los átomos que las forman
están unidos entre sí mediante enlaces covalentes. Para deshacer la red es
necesario romper estos enlaces, los cual consume enormes cantidades de energía
Electrovalencia
y covalencia.
Teniendo presenta las teorías de los enlaces
iónicos y covalentes, es posible deducir la valencia de un elemento cualquiera
a partir de su configuración electrónica.
La electrovalencia, valencia en la formación
de compuestos iónicos, es el número de electrones que el átomo tiene que ganar
o perder para conseguir la configuración de los gases nobles.
La covalencia, número de enlaces covalentes
que puede formar un átomo, es el número de electrones desapareados que tiene
dicho átomo. Hay que tener presente que un átomo puede desaparecer sus
electrones al máximo siempre que para ello no haya de pasar ningún electrón a
un nivel energético superior.
v
Hipótesis:
Hay tanto sustancias que conducen corriente (enlace iónico), como
otras que no conducen corriente (enlace covalente); en base a esto se deduce en
la siguiente tabla mediante esta serie de hipótesis los posibles tipos de
enlace que a continuación se enuncian:
Mezcla de alcohol con…, produce un enlace de
tipo…
|
|||
Alcohol con…
|
Azúcar.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
Cloruro
de sodio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de potasio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de magnesio.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro
de cobre.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Yodo.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Agua
destilada.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Acetona
pura.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
Mezcla de acetona con…, produce un enlace de
tipo…
|
|||
Acetona con…
|
Azúcar.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
Cloruro
de sodio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de potasio.
|
Insoluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro
de magnesio.
|
Insoluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro
de cobre.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Yodo.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
Mezcla de agua destilada con…, produce un enlace de tipo…
|
|||
Agua destilada
con…
|
Azúcar.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
Cloruro de sodio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de
potasio.
|
Insoluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro de
magnesio.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro de cobre.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Yodo.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Mezcla de aceite con…, produce un enlace de tipo…
|
|||
Aceite con…
|
Azúcar.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
Cloruro de sodio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de
potasio.
|
Insoluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro de
magnesio.
|
Insoluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro de cobre.
|
Insoluble.
|
Iónico.
|
|
Yodo.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Agua destilada.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Acetona pura.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
v Materiales:
1.-Una gradilla.
2.-Varios tubos de ensayo.
3.-Un gotero.
4.-Varios vasos de precipitado.
5.-Vidrios de reloj.
6.-Una capsula de porcelana.
7.-Aceite.
8.-Yodo.
9.-Cloruro de magnesio.
10.-Cloruro de sodio.
11.-Cloruro de cobre.
12.-Cloruro de potasio.
13.-Azufre.
14.-Azucar.
15.-Carbono.
16.-Aceite de cocina.
17.-Agua destilada.
18.-Alcohol etílico.
19.-Acetona pura.
20.-Una foco conectado a una pila, apoyado sobre un abate lengua de
madera (uno de los cables debe estar desconectado de la resistencia).
v Procedimiento:
1)
Realizar
las mezclas correspondientes de líquido-líquido, solido-líquido… Todas estas
mezclas se realizan en vasos de precipitado y se pasan en los tubos, se apoya
de la gradilla (las sustancias en polvo, deben estar en los vidrios de reloj,
el liquido se vierte en el gotero).
2) Colocar
la punta del cable, con la punta de la resistencia en cada una de la mezcla (se
limpia cada punta con agua destilada después de probar con cada sustancia), y
anotar si son solubles las mezclas, y si conducen electricidad, el foco
indicara el tipo de enlace (si se enciende, es iónico; si no, es covalente).
3) Estos
fueron los resultados.
Mezcla de alcohol con…, produce un enlace de
tipo…
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|||
Alcohol con…
|
Azúcar.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
Cloruro
de sodio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de potasio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de magnesio.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Cloruro
de cobre.
|
Soluble.
|
Iónico.
|
|
Yodo.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Agua
destilada.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Acetona
pura.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Mezcla de acetona con…, produce un enlace de
tipo…
|
|||
Acetona con…
|
Azúcar.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
Cloruro
de sodio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de potasio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de magnesio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro
de cobre.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Yodo.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
Mezcla de agua destilada con…, produce un enlace de tipo…
|
|||
Agua destilada
con…
|
Azúcar.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
Cloruro de sodio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de
potasio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de
magnesio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de cobre.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Yodo.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Mezcla de aceite con…, produce un enlace de tipo…
|
|||
Aceite con…
|
Azúcar.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
Cloruro de sodio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Azufre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de
potasio.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de
magnesio.
|
Soluble.
|
Covalente.
|
|
Cloruro de cobre.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Yodo.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Carbono.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Aceite.
|
Insoluble.
|
Covalente.
|
|
Agua destilada.
|
Insoluble.
|
Covalente.
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|
Acetona pura.
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Insoluble.
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Covalente.
|
Referencia
bibliográfica.
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA.
Ciencias
Química 3.
Autores
varios.
Editorial
Castillo.
México,
2011.
Pág.
101-120.