INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOS DE MECNICA Y ELCTRICA

INGENIERA EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA

PRCTICAS

UNIDAD DE APRENDIZAJE: QUMICA BSICA

UNIDAD 1: ESTRUCTURA ATOMICA

PROFESOR (A): ING. MAYRA A. MODESTO CARRILLO

PRCTICA No.1

NOMBRE DE PRCTICA: ENLACES

FECHA: 17/09/2014

ALUMNO: OCHOA DVILA MNICA PAOLA

GRUPO: 1CM3 EVALUACIN:___________

OBJETIVO:

El alumno identificara el tipo de enlace que forman los tomos al unirse y formar molculas de acuerdo a las propiedades caractersticas que presentan.

CONSIDERACIONES TEORICAS:

ENLACE QUMICO:

Se define como las fuerzas que mantienen unidos a dos o ms tomos de elementos iguales o diferentes para formar molculas, de acuerdo con lo anterior, se tiene que una molcula es una entidad qumica elctricamente neutra, que se constituye por la unin de dos o ms tomos por medio de enlaces qumicos. Por otro lado, elemento es una sustancia sencilla formada por tomos de la misma especie que no se puede descomponer por medios fsicos o qumicos en una ms simple.

Los gases nobles existen libres en la naturaleza, sin embargo, la mayora de los dems elementos qumicos tienen tomos que buscan alcanzar mejor estabilidad, por lo que se enlazan con otros tomos iguales o diferentes para formar molculas que pueden estar constituidas por ms de un tomo, dando como resultado los compuestos, que se establecen como la unin qumica de dos o ms elementos diferentes en proporcin constante y definida.

Es importante comprender los enlaces presentes en una sustancia qumica, ya que sus propiedades fsicas y qumicas estarn en funcin del tipo de enlaces que contenga. El uso de frmulas qumicas como la condensada, la desarrollada, y la de Lewis o electrnica son herramientas tiles para predecir la cantidad y el tipo de enlaces en una molcula.

La frmula condesada indica con subndices la cantidad y con smbolos el tipo de elementos que forman el compuesto. La frmula desarrollada proporciona la informacin anterior, as como tambin indica todas uniones entre los elementos que participan, por medio de pequeas lneas llamadas ligaduras, enlaces o covalencias. La estructura de Lewis muestra adems a los electrones que intervienen en los enlaces entre los elementos, los que se diferencian, didcticamente, como puntos o cruces.

En el mbito cientfico, conforme se aplican las propiedades peridicas estudiadas anteriormente, se ha facilitado el anlisis y estudio de la formacin y propiedades de los compuestos qumicos, surgiendo reflexiones muy interesantes, como aquella en la que las caractersticas fuertemente electropositivas de los elementos que se encuentran inmediatamente despus del grupo de los gases nobles, hacen que esos elementos presenten nmeros de oxidacin positivos. Asimismo, las caractersticas fuertemente electronegativas de los elementos situados antes de los gases nobles, hacen que presenten tendencia a adquirir nmeros de oxidacin negativos. De acuerdo con lo anterior, se puede concluir que los tomos de dichos elementos pierden o ganan electrones, adquiriendo la estructura electrnica de un gas noble, al reaccionar qumicamente entre s, de manera que los compuestos as formados estaran estructurados por iones.

Sin embargo, se ha demostrado que la estabilidad de las distribuciones electrnicas, similares a las de un gas noble, tiene lugar por la comparticin de electrones entre tomos. As, Lewis represent las estructuras de muchas molculas sencillas considerando que los electrones compartidos entre dos tomos, pertenecen a ambos y los cuales adquieren as la estructura de un gas noble. Esto condujo a la denominacin del trmino covalencia con la cual se describe la comparticin de electrones, que contrasta con la electrovalencia, utilizada para describir una transferencia de electrones.

La explicacin de las causas del porqu los electrones son cedidos, ganados o compartidos, y de este modo interpretar los mecanismos que siguen dichos procesos, ha conducido al desarrollo del concepto de enlace qumico, como la fuerza que mantiene unidos a los tomos o grupos de tomos, lo que permite la existencia de diferentes tipos de fuerzas:

I. Enlaces por atraccin electrosttica de los elementos participantes, como es el caso del enlace inico o electrovalente.

II. Enlaces por comparticin de electrones, como lo es el enlace covalente.

III. Enlace metlico.

ENLACE INICO O ELECTROVALENTE:

Tambin conocido como enlace salino, se analiza a partir de la posibilidad de que los tomos de ciertos elementos ceden electrones, por los distintos potenciales de oxidacin que los caracterizan. De una manera anloga, la capacidad de un elemento para ganar electrones, se determina por la electronegatividad o la electroafinidad.

Con base a lo anterior, el enlace inico resultante de un proceso de transferencia de electrones, se manifiesta con mayor frecuencia, entre los elementos que tengan potenciales de ionizacin bajos, como los elementos de los grupos I-A y II-A los cuales pierden o ceden electrones, y los que poseen electroafinidades elevadas, como los elementos de los grupos VI-A y VII-A, ganan electrones, generndose de esta manera una atraccin electrosttica entre los iones de carga opuesta.

ENLACE COVALENTE:

Como ya se mencion, otro tipo de fuerzas con las cuales se explica el enlace qumico entre dos tomos, es el llamado enlace covalente que se realiza mediante un proceso de comparticin de electrones, y como resultado de ambos tomos, se llega a una configuracin de un gas noble.

ENLACE METLICO:

Se basa en el modelo de mar de electrones, el cual explica que en un trozo de cualquier metal los tomos de los que est constituido, que son tomos relativamente libres aportando sus electrones de valencia, se forma una capa o mar de electrones deslocalizados a travs de toda la sustancia. Dentro de dicho mar de electrones se encuentran sumergidos los iones metlicos resultantes de esta aportacin de electrones, en un acomodo regular. De lo anterior se puede establecer que los electrones de valencia se comparten entre los tomos que forman un metal, los cuales se mantienen unidos por la mutua atraccin de los cationes resultantes de la movilidad de los electrones deslocalizados.

Este proceso no solo se realiza entre tomos metlicos idnticos, sino tambin entre tomos metlicos diferentes entre s, como es el caso de las aleaciones.

MATERIAL Y REACTIVOS:

MATERIAL

REACTIVOS

8 VASOS DE PRECIPITADOS DE 100 CM.

2 ELECTRODOS DE COBRE.

1 PORTALMPARAS.

2 EXTENSIONES CON CAIMANES.

1 CPSULA DE PORCELANA.

1 MECHERO, ANILLO Y TELA DE ALAMBRE CON ASBESTO.

SOLUCIONES A 30 G/L DE:

CLORURO DE SODIO (NaCl).

NITRATO DE POTASIO (KNO).

AZCAR (CHO).

SOLUCIONES AL 50% VOLUMEN DE:

CIDO CLORHDRICO (HCl).

CIDO ACTICO (CHCOOH).

ALCOHOL (CHOH).

TETRACLORURO DE CARBONO (CCl).

CLORURO DE SODIO (NaCl) GRANULADO.

AZCAR (CHO) GRANULADA.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

PROCEDIMIENTO A:

I. Marque los vasos limpios de 100 cm, con una etiqueta, indicando una de las siguientes soluciones NaCl, KNO, CHO, HCl, CHCOOH, CHOH Y CCl respectivamente, vierta en cada uno aproximadamente en 20 cm de la solucin correspondiente. En el vaso sin solucin vierta aproximadamente 30 cm de agua destilada.

II. Monte el circuito como indica la figura 1, colocando inicialmente los electrodos en el vaso que contiene el agua, con el objetivo de limpiarlos.

III. Pruebe el circuito poniendo en contacto los dos electrodos fuera del agua, si la lmpara incandescente enciende, contine, en caso contrario, revise el circuito.

IV. A continuacin introduzca los electrodos en la solucin de NaCl, como se indica en la figura, anote si enciende o no.

V. Retire los electrodos de la solucin de NaCl, introdzcalos en el vaso con agua para enjuagarlos y squelos.

VI. Repita los pasos 4 y 5 para cada una d las sustancias anotando en la tabla del cuestionario si enciende o no.

EVIDENCIA PROCEDIMIENTO A:

PROCEDIMIENTO B:

I. Coloque una pequea cantidad de azcar en la cpsula de porcelana y caliente hasta la fusin, figura 2. Tome el tiempo aproximado que se requiri. Tiempo en el que se fundi el Azcar 1.18 minutos.

II. Deje enfriar la cpsula, lmpiela calentando con agua, deje enfriar, squela y a continuacin coloque sobre la misma unos cuantos gramos de Sal.

III. Caliente la cpsula con el Cloruro de Sodio por un tiempo similar al requerido por el Azcar para fundirse. Observe cul se funde ms rpido.

EVIDENCIA EXPERIMENTO B:

CUESTIONARIO:

PROCEDIMIENTO A:

I. Llene la siguiente tabla:

SOLUCIN

NaCL

CHCOOH

CHO

HCl

KNO

CHOH

CCl

ENCENDIO LA LMPARA? (SI O NO)

SI

NO

NO

SI

SI

NO

NO

TIPO DE ENLACE (INICO O COVALENTE)

INICO

COVALENTE

COVALENTE

INICO

INICO

COVALENTE

COVALENTE

PROCEDIMIENTO B:

II. En el procedimiento B, Qu sustancia funde ms rpido y qu carcter de enlace predomina? En la otra sustancia cul es el carcter de enlace que predomina?

III. Describa los enlaces existentes (segn Lewis) entre cada uno de los tomos que forman las sustancias analizadas (excepto el azcar).

IV. Segn la tabla de diferencias entre las electronegatividades de los elementos, escriba la mayor posibilidad de enlace (inico o covalente) entre los tomos siguientes:

ELEMENTOS

ENLACE

TIPO

Na y Cl

3.0 0.9= 2.1

INICO

Cl y H (en el HCl)

3.0 2.1= 0.9

COVALENTE POLAR

C y H

2.5 2.1= 0.4

COVALENTE POLAR

K y O

3.5 0.8= 2.7

INICO

C y O

3.5 2.5= 1

COVALENTE POLAR

ELEMENTO

ELECTRONEGATIVIDAD

Na

0.9

Cl

3.0

K

0.8

O

3.5

C

2.5

H

2.1

V. Hay coherencia entre lo concluido experimentalmente y sus respuestas de la pregunta 4? (SI o NO). Hay alguna excepcin? En caso de haber excepcin, Cul es?

Hay coherencia excepto en el HCl, por diferencias de electronegatividades es covalente pero por "regla" sera un metal con un metal sea un enlace inico y si prendi.

VI. En cunto tiempo se funde la Sal (NaCl)?

No se funde, ya que tiene un enlace inico.

OBSERVACIONES:

En el primer experimento tenemos agua destilada, al conectar el circuito y hacer pasar la corriente elctrica a travs del lquido este no completa el circuito por lo que el foco no prende, esto se debe a que el agua carece de electrolitos como lo es la sal que toda agua en estado natural tiene, al ser agua destilada y no contener electrolitos como la sal no hay un medio en el cual se forme aniones y cationes para poder conducir la corriente elctrica.

En el segundo experimento el Azcar se derrite ms rpido ya que tiene formado un enlace covalente, y un enlace covalente es ms fcil de romper, en el caso de la Sal no se fund pues su enlace es inico, en el cul se forman redes cristalinas constituidas por iones de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostticas. Este tipo de atraccin determina las propiedades observadas. Si la atraccin electrosttica es fuerte, se forman slidos cristalinos de elevado punto de fusin e insolubles en agua; si la atraccin es menor, como en caso del NaCl, el punto de fusin tambin es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en lquidos apolares, como el benceno.

Otras caractersticas, sus enlaces son muy fuertes, son slidos a temperatura ambiente y poseen una estructura cristalina en el sistema cbico y altos puntos de fusin (entre 300 C y 1000 C) y ebullicin.

CONCLUSIONES:

Cuando los tomos forman molculas o compuestos lo hacen mediante la unin de electrones generando un enlace qumico. Para que los electrones se unan y formen un enlace deben ocupar el mismo orbital. Esto ocurre cuando ambos electrones poseen momentos magnticos opuestos, de modo que existe una fuerza de atraccin magntica. Adems, los ncleos (positivos) de los tomos as enlazados ejercen una fuerza de atraccin electrosttica sobre los electrones (negativos) involucrados enlace. Ahora bien, los electrones que participan en la formacin de un enlace qumico no siempre se distribuyen del mismo modo entre los tomos unidos. La distribucin de los electrones entre los tomos depende de la electronegatividad de cada uno de elementos enlazados. Cuando uno de los elementos es mucho ms electronegativo que el otro, los electrones del enlace estarn sobre el ncleo electronegativo, por lo que entonces los electrones en sus orbitales atmicos superan en uno al nmero de protones en su ncleo; este desbalance de cargas elctricas le confiere una carga negativa al tomo y lo transforma en un anin. Por el otro lado, ya que el elemento electropositivo ha cedido uno de sus electrones (el del enlace) al elemento electronegativo, ahora posee un electrn menos en sus orbitales atmicos, respecto al nmero de protones en su ncleo, por lo que el desbalance elctrico le genera una carga positiva y lo transforma en catin. Estas cargas diferentes sobre los tomos unidos producen una fuerza de atraccin electrosttica sumamente fuerte llamada enlace inico.

BIBLIOGRAFA:

Qumica Bsica Conceptos Bsicos, Bravo Trejo Jos Mariano y Rodrguez Huerta Jos Luis, Ed. Exodo, pginas: 101-126.

ENLACE COVALENTE

COVALENTE POLAR

Cuando dos elementos no metalicos se unen al compartir electrones, uno de ellos tender a atraer con mayor fuerza los electrones de enlace dada su mayor propiedad de electronegatividad, de manera que dichos electrones quedarn ms cerca de ste atrayendo com mayor fuerza la densidad electrnica y alejmdola del otro tomo, lo que generar una carga parcial negativa en el tomo de mayor valor de electronegatividad, y una carga parcial positiva en el tomo con menor valor de lectronegatividad, producindose un momento de dipolo.

DATIVO

Consiste en la comparticin de un par de electrones entre dos tomos, slo que dicho par es proporcionado por uno de los elementos no metlicos enlazados

Se realiza mediante la comparticin de electrones de tomos de elementos no metlicos, que presentan el mismo valor de electronegatividad, lo que origina que la difrencia de electronegatividades resultante sea igual a cero, y por ende, no se forme momento dipolar alguno.

COVALENTE NO POLAR