Ejercicios: Enlace iónico, covalente y metálico

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.

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.

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?

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.

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 los refrescos.
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.

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?

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.

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 para deshielo, $\text{CaCl}_2$.

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.

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 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 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.

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.