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fecha de publicación14.01.2016
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Unión química

Para formar un compuesto, los átomos de los elementos se unen mediante una fuerza que actúa entre ellos y que los mantiene unidos. A esta fuerza se la denomina unión química. Las partículas subatómicas que intervienen en la formación de estas uniones son los electrones del nivel más externo del átomo (el que se encuentra más alejado del núcleo).

Los gases nobles pertenecen al último grupo de la tabla periódica y, con excepción del helio, todos tienen 8 electrones en el nivel de energía más externo. Estos gases no reaccionan fácilmente para formar compuestos, y de ahí proviene su denominación de inertes. Esta estabilidad es proporcionada por el hecho de tener su último nivel electrónico completo, con 8 electrones.

Al formar compuestos, los átomos se combinan químicamente –ya sea ganando, perdiendo o compartiendo electrones con otros átomos– para alcanzar una distribución de electrones similar a la del gas noble más cercano en la tabla periódica. Por ejemplo, el oxígeno, que es el elemento con número atómico 8 y tiene 6 electrones en el último nivel, tenderá a formar uniones químicas que le permitan conseguir dos electrones más en ese nivel de energía, para obtener así un total de electrones igual al del gas noble neón.

Actividad 1:

Busquen en la tabla periódica interactiva los siguientes elementos:

Sodio Magnesio Azufre Flúor Calcio Cloro

a) Para cada uno de ellos, indiquen:

su número atómico;

su distribución de electrones;

su número de electrones en el último nivel energético;

si se trata de un metal o un no metal;

si dichos elementos deberían ganar o perder electrones para adquirir la misma distribución de electrones que el gas noble más cercano, indicando el nombre del mismo;

el número de electrones necesarios para cumplir dicho propósito.

b) Dibujen las estructuras de Lewis de los elementos y de los iones sugeridos

Tipos de uniones químicas

La unión entre los átomos de los metales se denomina unión metálica. Los metales forman estructuras gigantes en las cuales los átomos están distribuidos de forma regular y muy cerca unos de otros. Al estar tan cerca, los electrones más externos se separan de sus átomos, formándose así una red gigante de iones positivos sumergida en un mar de electrones libres.

Algunas uniones químicas se producen por transferencia de electrones o por compartir electrones entre átomos. En ambos casos, los átomos involucrados en las uniones tenderán a completar su último nivel energético con 8 electrones. La unión en la que se comparten electrones se llama unión o enlace covalente y se produce entre no metales. Un ejemplo de este tipo de unión es la que se produce para formar una molécula de agua.

Finalmente, si se produce una transferencia de electrones entre elementos, uno de ellos cede sus electrones y el otro los gana o recibe, la unión se denomina unión iónica. Estas uniones se producen entre elementos metálicos y elementos no metálicos, por ejemplo, en el cloruro de sodio. El metal, al tener un número reducido de electrones, tenderá a cederlos y formará iones positivos (denominados cationes). El no metal será el que gane electrones y por lo tanto se transformará en iones negativos o aniones. Estos iones de carga opuesta se atraen para formar un cristal del compuesto, en el caso del ejemplo, cloruro de sodio.

Actividad 2:

1. Dadas las siguientes sustancias, indiquen el tipo de unión presente. Expliquen su elección y decidan si los átomos compartirán o transferirán sus electrones.

Metano, gas que se produce por descomposición bacteriana de desechos orgánicos: CH4.

Aluminio, utilizado para los cables de alta tensión: Al.

Cloruro de potasio, presente en la sal dietética: KCl.

2. Busquen la animación correspondiente a la formación de los diferentes tipos de enlace químico en Educaplus y analicen la formación del cloruro de potasio y metano.

COMPUESTOS IÓNICOS

En los compuestos iónicos, como el cloruro de sodio (el componente mayoritario de la sal de mesa), los iones forman estructuras gigantes (extendidas), muy ordenadas y en forma de red. Este tipo de estructura se repite millones de veces formando un cristal.

Los compuestos iónicos están formados por cationes (iones positivos derivados de metales) y aniones (iones negativos derivados de no metales). Este tipo de interacciones entre iones (fuerzas electrostáticas) son muy fuertes y esto se refleja en las propiedades de los compuestos iónicos.

Actividad 1. Representación de compuestos iónicos

Para representar compuestos iónicos se pueden utilizar diagramas de Lewis. Para dibujar dichos diagramas, se deben seguir los siguientes pasos:

Antes de escribir el diagrama:

Busquen en la Tabla Periódica interactiva el símbolo químico del elemento que lo representa. Según los diagramas de Lewis, tanto el núcleo como los electrones internos de los elementos pueden representarse mediante dicho símbolo.

Determinen el número de electrones de la última capa (o capa de valencia).

Verifiquen cuál es el gas noble más cercano al elemento que están describiendo.

Determinen el número de electrones que el elemento en cuestión debe ganar o perder para tener el mismo número de electrones que el gas noble más cercano en la Tabla Periódica. Recuerden que los gases nobles tienen una distribución de electrones (configuración electrónica) particularmente estable. Tienen el último nivel energético completo. Los elementos tienden a ganar o perder electrones para alcanzar una configuración electrónica similar a los gases nobles (regla del octeto).

Determinen cuál será la carga del ión formado: será positivo si tiene más protones que electrones (catión), y negativo, si ocurre lo contrario (anión).

Para escribir el diagrama:

Escriban el símbolo del elemento.

Coloquen el número de puntos correspondiente al número de electrones alrededor de cada ión. Los iones positivos no tendrán puntos que representen electrones, y los negativos tendrán 8 puntos (octeto completo).

Encierren dichas estructuras entre paréntesis y escriban la carga del ión fuera de los paréntesis.

Armen una tabla como la siguiente (incluyan al menos dos ejemplos de cada tipo de ión):

Carga del ión

+1

+2

+3

-3

-2

-1

Número de electrones ganados o perdidos



















Ejemplo



















Los compuestos son eléctricamente neutros, es decir, tienen igual número de cargas positivas y negativas. Por consiguiente, el número de electrones ganados por un elemento es igual al perdido por el otro.

Para construir el diagrama de Lewis del compuesto, se utilizan los diagramas de Lewis de cada uno de los iones. Por ejemplo, el litio pierde un electrón para formar el catión, Li+. El flúor gana un electrón para formar el anión, F-. El compuesto formado por ellos (fluoruro de litio) puede representarse con la estructura de ambos iones de la siguiente forma:

[Li]+ [F]-

a) Escriban las estructuras de Lewis para 10 compuestos iónicos utilizando los iones que escribieron en la tabla. Tengan en cuenta el número de cargas de cada ión.

b) Busquen por lo menos un ejemplo de dos átomos que originen un compuesto iónico donde ambos alcancen la CE del mismo gas noble. Utilicen las estructuras de Lewis para representarlos.

Actividad 2. Propiedades generales de los compuestos iónicos

El cloruro de sodio (la sal de mesa común) es un ejemplo de un compuesto iónico. En este caso, este compuesto está formado por cationes sodio (Na+) y aniones cloruro (Cl-). Como ambos iones tienen una sola carga, la fórmula de dicho compuesto será NaCl, que no tiene carga eléctrica neta.

a) Investiga las propiedades generales de los sólidos iónicos.

b) Busquen en Internet las propiedades del cloruro de sodio (punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad en agua y yacimientos en la Argentina de donde se extrae este compuesto). Presentar la información en una tabla.

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