Enlace iónico, covalente y metálico
La sal del fiambre, el agua del atol y el cobre del cable de la lámpara son tres sustancias con los átomos unidos de maneras muy distintas. En la sal los electrones pasan de un átomo a otro; en el agua se comparten entre dos átomos concretos; en el cobre se comparten entre todos los átomos del metal a la vez. Son los tres tipos de enlace químico. Al final de la página podrás decir cuál se forma con solo mirar la tabla periódica.
Enlace iónico: transferencia de electrones
Si calientas sal en el comal a fuego máximo, ni siquiera empieza a fundirse (funde a $801\ ^\circ\text{C}$). Pero si golpeas un cristal de sal con un martillo, se quiebra de golpe en caras planas. ¿Qué unión entre sodio y cloro explica tanta resistencia al calor y tanta fragilidad?
La sal común, $\text{NaCl}$, está formada por iones ordenados en un cristal. a) Explica qué les ocurre a los electrones de valencia del sodio y del cloro cuando se forma…
La sal común, $\text{NaCl}$, está formada por iones ordenados en un cristal.
- a) Explica qué les ocurre a los electrones de valencia del sodio y del cloro cuando se forma el compuesto.
- b) ¿Qué partículas forman la sal y qué fuerza las mantiene unidas?
- c) Dibuja en tu cuaderno un trocito de la red cristalina alternando iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Escribe la fórmula del compuesto iónico que forman las siguientes parejas de iones, sabiendo que el conjunto debe ser eléctricamente neutro: a) $\text{Ca}^{2+}$ y…
Escribe la fórmula del compuesto iónico que forman las siguientes parejas de iones, sabiendo que el conjunto debe ser eléctricamente neutro:
- a) $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{Cl}^{-}$, la sal que se usa para derretir el hielo en las carreteras.
- b) $\text{Al}^{3+}$ y $\text{O}^{2-}$, la capa de óxido que protege al aluminio.
- c) $\text{Na}^{+}$ y $\text{S}^{2-}$.
En cada caso, indica cuántos iones de cada clase hacen falta y comprueba que la carga total es cero.
El óxido de magnesio, $\text{MgO}$, es el principio activo de algunos antiácidos estomacales. Datos: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{O}) = 8$. a) Escribe las…
El óxido de magnesio, $\text{MgO}$, es el principio activo de algunos antiácidos estomacales. Datos: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{O}) = 8$.
- a) Escribe las configuraciones electrónicas de los átomos de magnesio y de oxígeno y las de los iones que forman.
- b) Explica, 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 $\text{MgO}_2$.
- c) ¿Con qué gas noble es isoelectrónico cada ion?
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: $Z(\text{Mg}) = 12$,…
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: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{N}) = 7$.
- a) Escribe las configuraciones electrónicas de los dos átomos y de los iones $\text{Mg}^{2+}$ y $\text{N}^{3-}$.
- b) Justifica la fórmula $\text{Mg}_3\text{N}_2$ comprobando que la carga total del compuesto es nula.
- c) ¿Con qué gas noble es isoelectrónico cada ion? Comenta qué tiene de particular esta situación.
Enlace covalente: compartir electrones
El oxígeno ($\text{O}_2$) que respiras y el agua ($\text{H}_2\text{O}$) que tomas están formados por no metales que tienden a ganar electrones, y aun así son sustancias estables con puntos de fusión bajos. ¿Cómo se unen dos átomos si ninguno está dispuesto a ceder electrones?
La cantidad de enlaces que forma un átomo depende de cuántos electrones le faltan para completar su capa de valencia:
| Átomo | Electrones de valencia | Enlaces que forma | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| H | 1 | 1 | $\text{H}_2$ |
| O | 6 | 2 | $\text{H}_2\text{O}$ |
| N | 5 | 3 | $\text{NH}_3$ |
| C | 4 | 4 | $\text{CO}_2$ |
Estructuras de Lewis
En una estructura de Lewis cada par compartido se dibuja como una raya y los pares que no se comparten (pares solitarios) como puntos o rayas junto al átomo.
Una molécula de agua, $\text{H}2\text{O}$, contiene un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno. a) ¿Qué tipo de enlace une al oxígeno con los hidrógenos? b)…
Una molécula de agua, $\text{H}_2\text{O}$, contiene un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno.
- a) ¿Qué tipo de enlace une al oxígeno con los hidrógenos?
- b) ¿Cuántos enlaces hay en la molécula y cuántos electrones comparte el oxígeno en total?
- 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: $Z(\text{C}) = 6$, $Z(\text{O}) = 8$. a) Calcula el número total de…
El dióxido de carbono, $\text{CO}_2$, lo exhalamos al respirar y lo absorben las plantas. Datos: $Z(\text{C}) = 6$, $Z(\text{O}) = 8$.
- a) Calcula el número total de electrones de valencia de la molécula.
- b) Sabiendo que el carbono forma un doble enlace con cada oxígeno, dibuja en tu cuaderno el diagrama de Lewis de la molécula.
- c) ¿Cuántos pares de electrones comparte el carbono? Comprueba que cumple la regla del octeto.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
El amoníaco, $\text{NH}3$, da su olor característico a muchos limpiadores. Datos: $Z(\text{N}) = 7$, $Z(\text{H}) = 1$. a) Calcula el número total de electrones de…
El amoníaco, $\text{NH}_3$, da su olor característico a muchos limpiadores. Datos: $Z(\text{N}) = 7$, $Z(\text{H}) = 1$.
- a) Calcula el número total de electrones de valencia de la molécula.
- b) Dibuja en tu cuaderno su diagrama de Lewis.
- c) ¿Cuántos pares de electrones compartidos y cuántos pares solitarios presenta el nitrógeno?
Puedes 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. a) Comprueba, contando electrones, que con esa estructura el carbono y los dos…
La molécula de $\text{CO}_2$ tiene $16$ electrones de valencia y dos dobles enlaces.
- a) Comprueba, contando electrones, que con esa estructura el carbono y los dos oxígenos cumplen la regla del octeto.
- b) ¿Cuántos pares de electrones enlazantes y cuántos pares no enlazantes hay en la molécula?
- c) Aplica el mismo recuento a la molécula de $\text{N}_2$ ($10$ electrones de valencia, triple enlace) y dibuja ambos diagramas de Lewis en tu cuaderno.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Enlace metálico: el mar de electrones
Predecir el enlace: electronegatividad
A temperatura ambiente el $\text{NaCl}$ es un sólido que funde a $801\ ^\circ\text{C}$, mientras que el $\text{HCl}$ es un gas que hierve a $-85\ ^\circ\text{C}$, aunque ambos contienen cloro. ¿Cómo saber, antes de preparar una sustancia, si formará un cristal de iones o moléculas?
Moléculas frente a redes cristalinas
Entre las fuerzas intermoleculares hay una especialmente importante: el puente de hidrógeno. Aparece cuando un H unido a un átomo muy electronegativo (O, N, F) es atraído por un par solitario de otra molécula. En el agua, el H de una molécula se atrae con el O de la vecina. Es mucho más débil que el enlace covalente O–H, pero basta para que el agua hierva a $100\ ^\circ\text{C}$ y no a una temperatura mucho más baja, como le corresponde a una molécula tan pequeña.
Unas sustancias forman redes cristalinas y otras forman moléculas. a) Explica la diferencia entre ambas estructuras. b) Pon un ejemplo de sustancia que forme una red…
Unas sustancias forman redes cristalinas y otras forman moléculas.
- a) Explica la diferencia entre ambas estructuras.
- b) Pon un ejemplo de sustancia que forme una red cristalina y otro de sustancia molecular.
- c) ¿En cuál de los dos casos tiene sentido hablar de «una molécula» aislada? Razona la respuesta.
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. a)…
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.
- a) Explica por qué, para los compuestos iónicos, hablamos de «unidad fórmula» y no de molécula.
- b) ¿Qué representa entonces la fórmula $\text{NaCl}$?
- c) Dibuja en tu cuaderno una capa de la red, alternando iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Identificar el enlace a partir de propiedades
En el laboratorio del establecimiento reciben una sustancia que funde a alta temperatura, no conduce en estado sólido pero sí fundida o disuelta. ¿Qué enlace tiene?
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,…
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.
- a) Dibuja en tu cuaderno el diagrama de Lewis de las tres moléculas.
- b) ¿Cuántos electrones se comparten en cada una?
- c) Razona por qué el triple enlace del $\text{N}_2$ lo convierte en un gas tan inerte que se utiliza como atmósfera protectora.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Vuelta al principio: la sal tiene enlace iónico (metal + no metal), el agua covalente (dos no metales) y el cobre metálico (un metal solo), y por eso se comportan tan distinto.