Enlace iónico, covalente y metálico

La sal común, $\text{NaCl}$, está formada por iones ordenados en un cristal.

1. a) Explicá qué les ocurre a los electrones de valencia del sodio y del cloro cuando se forma el compuesto.
2. b) ¿Qué partículas forman la sal y qué fuerza las mantiene unidas?
3. c) Dibujá en tu cuaderno un trocito de la red cristalina alternando iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$.

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

El óxido de magnesio, $\text{MgO}$, es el principio activo de algunos antiácidos estomacales. Datos: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{O}) = 8$.

1. a) Escribí las configuraciones electrónicas de los átomos de magnesio y de oxígeno y las de los iones que forman.
2. b) Explicá, a partir de las cargas de esos iones, por qué la fórmula del compuesto es $\text{MgO}$ y no $\text{Mg}_2\text{O}$ ni $\text{MgO}_2$.
3. c) ¿Con qué gas noble es isoelectrónico cada ion?

Escribí la fórmula del compuesto iónico que forman las siguientes parejas de iones, sabiendo que el conjunto debe ser eléctricamente neutro:

1. a) $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{Cl}^{-}$, la sal de deshielo de las rutas.
2. b) $\text{Al}^{3+}$ y $\text{O}^{2-}$, la capa de óxido que protege al aluminio.
3. c) $\text{Na}^{+}$ y $\text{S}^{2-}$.

En cada caso, indicá cuántos iones de cada clase hacen falta y comprobá que la carga total es cero.

Cuando una cinta de magnesio arde en el aire no solo se forma $\text{MgO}$: también aparece nitruro de magnesio, $\text{Mg}_3\text{N}_2$. Datos: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{N}) = 7$.

1. a) Escribí las configuraciones electrónicas de los dos átomos y de los iones $\text{Mg}^{2+}$ y $\text{N}^{3-}$.
2. b) Justificá la fórmula $\text{Mg}_3\text{N}_2$ comprobando que la carga total del compuesto es nula.
3. c) ¿Con qué gas noble es isoelectrónico cada ion? Comentá qué tiene de particular esta situación.

Una molécula de agua, $\text{H}_2\text{O}$, contiene un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno.

1. a) ¿Qué tipo de enlace une al oxígeno con los hidrógenos?
2. b) ¿Cuántos enlaces hay en la molécula y cuántos electrones comparte el oxígeno en total?
3. c) ¿Cuántos electrones aporta cada átomo de hidrógeno a su enlace?

El dióxido de carbono, $\text{CO}_2$, lo exhalamos al respirar y lo absorben las plantas. Datos: $Z(\text{C}) = 6$, $Z(\text{O}) = 8$.

1. a) Calculá el número total de electrones de valencia de la molécula.
2. b) Sabiendo que el carbono forma un doble enlace con cada oxígeno, dibujá en tu cuaderno el diagrama de Lewis de la molécula.
3. c) ¿Cuántos pares de electrones comparte el carbono? Comprobá que cumple la regla del octeto.

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

El amoníaco, $\text{NH}_3$, le da su olor característico a muchos limpiadores. Datos: $Z(\text{N}) = 7$, $Z(\text{H}) = 1$.

1. a) Calculá el número total de electrones de valencia de la molécula.
2. b) Dibujá en tu cuaderno su diagrama de Lewis.
3. c) ¿Cuántos pares de electrones compartidos y cuántos pares solitarios presenta el nitrógeno?

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

La molécula de $\text{CO}_2$ tiene $16$ electrones de valencia y dos dobles enlaces.

1. a) Comprobá, contando electrones, que con esa estructura el carbono y los dos oxígenos cumplen la regla del octeto.
2. b) ¿Cuántos pares de electrones enlazantes y cuántos pares no enlazantes hay en la molécula?
3. c) Aplicá el mismo recuento a la molécula de $\text{N}_2$ ($10$ electrones de valencia, triple enlace) y dibujá ambos diagramas de Lewis en tu cuaderno.

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

En la sal, en el agua y en el cobre los átomos están unidos de tres maneras distintas.

1. a) Describí qué ocurre con los electrones de valencia en el enlace iónico, en el covalente y en el metálico.
2. b) Usá los términos «transferencia», «compartición» y «deslocalización» en tu respuesta.
3. c) Asociá cada una de las tres sustancias del enunciado con su tipo de enlace.

Un clavo de hierro es un trozo de metal formado únicamente por átomos de $\text{Fe}$.

1. a) Explicá en qué consiste el «mar de electrones» del enlace metálico.
2. b) ¿Qué significa que los electrones están deslocalizados?
3. c) Si los electrones compartidos desaparecieran, ¿cómo interactuarían entre sí los cationes de hierro? Razoná por qué se dice que el mar de electrones es el «pegamento» del metal.

El mercurio es el único metal líquido a temperatura ambiente y, como el cobre o el aluminio, conduce la corriente eléctrica.

1. a) Describí el modelo del enlace metálico: qué partículas hay y cómo están organizadas.
2. b) Explicá, con ese modelo, por qué un metal conduce la electricidad tanto en estado sólido como líquido.
3. c) El bronce (cobre y estaño) y el acero inoxidable (hierro, cromo y níquel) también conducen: explicá por qué mezclar varios metales no «rompe» el enlace metálico.

La electronegatividad mide la fuerza con que un átomo atrae hacia sí los electrones de un enlace; los metales tienen electronegatividad baja y los no metales, alta.

1. a) Completá la regla práctica: metal + no metal → enlace ...; no metal + no metal → enlace ...; metal + metal → enlace ....
2. b) Justificá cada caso pensando en quién «tira» más de los electrones.

Clasificá las siguientes sustancias según el tipo de enlace que predomina en ellas, justificando cada respuesta a partir de los elementos que se combinan:

1. a) $\text{MgO}$, el óxido de magnesio de los antiácidos.
2. b) $\text{CO}_2$, el gas de las burbujas de las gaseosas.
3. c) $\text{Cu}$, el metal de los cables.
4. d) $\text{NH}_3$, el amoníaco de los productos de limpieza.
5. e) $\text{KBr}$, una sal empleada en fotografía.
6. f) $\text{N}_2$, el gas mayoritario del aire.

Con estos valores de electronegatividad: $\text{Na} = 0,9$, $\text{Cl} = 3,0$, $\text{H} = 2,1$, $\text{O} = 3,5$, $\text{C} = 2,5$ y $\text{Mg} = 1,2$; y la regla práctica de que una diferencia de electronegatividad $\Delta\text{EN} > 1,7$ corresponde a un enlace predominantemente iónico. Los valores de electronegatividad se representan sobre una escala en la figura.

1. a) Calculá $\Delta\text{EN}$ para los enlaces de $\text{NaCl}$, $\text{H}_2\text{O}$ (enlace $\text{O}-\text{H}$), $\text{CO}_2$ (enlace $\text{C}-\text{O}$) y $\text{MgO}$.
2. b) Clasificá cada enlace como predominantemente iónico o covalente.
3. c) Explicá por qué el enlace $\text{O}-\text{H}$, siendo covalente, se dice que es «polar».

Unas sustancias forman redes cristalinas y otras forman moléculas.

1. a) Explicá la diferencia entre ambas estructuras.
2. b) Poné un ejemplo de sustancia que forme una red cristalina y otro de sustancia molecular.
3. c) ¿En cuál de los dos casos tiene sentido hablar de «una molécula» aislada? Razoná la respuesta.

El diamante es carbono puro. En él, cada átomo de carbono está unido a otros cuatro átomos de carbono formando una estructura tridimensional continua.

1. a) ¿Qué tipo de enlace une a los átomos de carbono entre sí?
2. b) ¿Es el diamante una sustancia molecular o una red cristalina?
3. c) ¿Cuántos enlaces forma cada átomo de carbono?

Nadie ha aislado jamás «una molécula de sal»: el $\text{NaCl}$ forma una red cristalina cúbica en la que cada ion está rodeado por seis iones de signo contrario.

1. a) Explicá por qué, para los compuestos iónicos, hablamos de «unidad fórmula» y no de molécula.
2. b) ¿Qué representa entonces la fórmula $\text{NaCl}$?
3. c) Dibujá en tu cuaderno una capa de la red, alternando iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$.

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

Clasificá el enlace de cada sustancia e indicá si forma moléculas o red cristalina, justificándolo:

1. a) El bronce de las campanas, una aleación de cobre y estaño.
2. b) La arena de la playa, $\text{SiO}_2$.
3. c) El fluoruro de sodio de las pastas dentales, $\text{NaF}$.
4. d) El nitrógeno del aire, $\text{N}_2$.
5. e) El cloruro de calcio de la sal de deshielo, $\text{CaCl}_2$.

El diamante y la sal común son ambos redes cristalinas con puntos de fusión altísimos y, sin embargo, se comportan de forma muy distinta.

1. a) Explicá qué partículas ocupan los nudos de cada red y qué fuerzas las mantienen unidas.
2. b) La sal fundida conduce la electricidad, pero el diamante sólido no la conduce: explicá la diferencia fijándote en los electrones de cada estructura.
3. c) Razoná por qué ambas sustancias funden a temperaturas tan altas a pesar de que sus enlaces son de naturaleza distinta.

El electrodo negativo de las baterías de litio de los celulares es de grafito. En el grafito, cada carbono se une solo a otros tres, formando capas de hexágonos, y su cuarto electrón de valencia queda deslocalizado a lo largo de toda la capa.

1. a) Dibujá en tu cuaderno la estructura de una capa de grafito.
2. b) Explicá por qué el grafito conduce la electricidad aunque el enlace entre sus átomos sea covalente.
3. c) Señalá la analogía entre los electrones deslocalizados del grafito y el mar de electrones de un metal.

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

En el agua hay que distinguir dos clases de fuerzas: los enlaces covalentes $\text{O}-\text{H}$ dentro de cada molécula, muy fuertes, y las fuerzas entre moléculas (enlaces de hidrógeno), mucho más débiles. Fijate en el esquema:

1. a) Explicá la diferencia entre fuerzas intramoleculares e intermoleculares.
2. b) Para hervir agua, ¿qué fuerzas hay que vencer? ¿Y para descomponerla en $\text{H}_2$ y $\text{O}_2$?
3. c) Usá lo anterior para explicar por qué el agua hierve a solo $100\ \celsius$ pero descomponerla químicamente exige temperaturas altísimas o una electrólisis.

Un laboratorio analiza dos sustancias desconocidas. La sustancia A funde a $770\ \celsius$, no conduce la corriente en estado sólido, pero sí fundida o disuelta en agua, y es muy soluble. La sustancia B hierve a $-161\ \celsius$, no conduce en ningún estado y es insoluble en agua.

1. a) Deducí, justificándolo, qué tipo de enlace predomina en cada sustancia.
2. b) Proponé una sustancia conocida que pueda corresponder a cada una.
3. c) Explicá, a partir de la estructura de cada una, el dato de la conductividad eléctrica.

El nitrógeno de las bolsas de papas fritas protege el alimento porque es un gas muy poco reactivo. Las moléculas $\text{H}_2$, $\text{O}_2$ y $\text{N}_2$ tienen, respectivamente, un enlace simple, uno doble y uno triple.

1. a) Dibujá en tu cuaderno el diagrama de Lewis de las tres moléculas.
2. b) ¿Cuántos electrones se comparten en cada una?
3. c) Razoná por qué el triple enlace del $\text{N}_2$ lo convierte en un gas tan inerte que se utiliza como atmósfera protectora.

Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

Redacción: «Tres maneras de unirse».

1. a) Compará el enlace iónico, el covalente y el metálico respondiendo, para cada uno, a tres preguntas: ¿qué ocurre con los electrones de valencia?, ¿qué estructura se forma, moléculas o red?, ¿qué ejemplo lo ilustra mejor, $\text{NaCl}$, $\text{CO}_2$ o $\text{Fe}$?
2. b) Terminá explicando cómo se puede predecir el tipo de enlace a partir de la posición de los elementos en la tabla periódica.