Practica 1 de Quimica Esime

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA. LABORATORIO DE QUIMICA BASICA. Practica 1 “Enlaces” EQUIPO 4 Integrantes: Vela Crisóstomo Fernando Daniel. Estrada Rojas Julio Cesar.

Profesor: AVILA ESPINOSA HECTOR ALONSO

Fecha de entrega: 08-Marzo-2010.

OBJETIVO: El alumno identificara el tipo de enlace que forman los átomos al unirse y formar moléculas, de acuerdo a las propiedades características que presentan.

Por Fernando D. Vela Crisóstomo. INTRODUCCION. Enlaces Químicos.

Si los átomos enlazados son elementos metálicos, el enlace se llama metálico. Los electrones son compartidos por los átomos, pero pueden moverse a través del sólido proporcionando conductividad térmica y eléctrica, brillo, maleabilidad y ductilidad. Si los átomos enlazados son no metales e idénticos (como en N2 o en O2), los electrones son compartidos por igual por los dos átomos, y el enlace se llama covalente apolar. Si los átomos son no metales pero distintos (como en el óxido nítrico, NO), los electrones son compartidos en forma desigual y el enlace se llama covalente polar –polar porque la molécula tiene un polo eléctrico positivo y otro negativo, y covalente porque los átomos comparten los electrones, aunque sea en forma desigual. Estas sustancias no conducen la electricidad, ni tienen brillo, ductilidad o maleabilidad. Cuando una molécula de una sustancia contiene átomos de metales y no metales, los electrones son atraídos con más fuerza por los no metales, que se transforman en iones con carga negativa; los metales, a su vez, se convierten en iones con carga positiva. Entonces, los iones de diferente signo se atraen electrostáticamente, formando enlaces iónicos. Las sustancias iónicas conducen la electricidad cuando están en estado líquido o en disoluciones acuosas, pero no en estado cristalino, porque los iones individuales son demasiado grandes para moverse libremente a través del cristal. Cuando los electrones son compartidos simétricamente, el enlace puede ser metálico o covalente apolar; si son compartidos asimétricamente, el enlace es covalente polar; la transferencia de electrones proporciona enlace iónico. Generalmente, la tendencia a una distribución desigual de los electrones entre un par de átomos aumenta cuanto más separados están en la tabla periódica. Para la formación de iones estables y enlace covalente, la norma más común es que cada átomo consiga tener el mismo número de electrones que el elemento de los gases nobles – grupo 18- más cercano a él en la tabla periódica. Los metales de los grupos 1 (o IA) y 11 (o IB) de la tabla periódica tienden a perder un electrón para formar iones con una carga positiva; los de los grupos 2 (o IIA) y 12 (o IIB) tienden a perder dos electrones para formar iones con dos cargas positivas, y de la misma forma los de los grupos 3 (o IIIB) y 13 (o IIIA) tienden a formar iones con tres cargas positivas. Por la misma razón, los halógenos, grupo 17 (o VIIA), tienden a ganar un electrón para formar iones con una carga negativa, y

los elementos del grupo 16 (o VIA) a formar iones con dos cargas negativas. Sin embargo, conforme aumenta la carga neta de un ion, éste tiene menos estabilidad, así que las cargas aparentemente mayores serían minimizadas compartiendo los electrones covalentemente. El enlace covalente se forma cuando ambos átomos carecen del número de electrones del gas noble más cercano. El átomo de cloro, por ejemplo, tiene un electrón menos que el átomo de argón (17 frente a 18). Cuando dos átomos de cloro forman un enlace covalente compartiendo dos electrones (uno de cada átomo), ambos consiguen el número 18 del argón (Cl~~Cl). Es común representar un par de electrones compartido por medio de un guión entre los átomos individuales: Cl~~Cl se escribe Cl8Cl. Otros Elementos De Un Enlace: Iones Los átomos están constituidos por el núcleo y la corteza y que el número de cargas positivas del primero es igual al número de electrones de la corteza; de ahí su electronegatividad. Si la corteza electrónica de un átomo neutro pierde o gana electrones se forman los llamados iones. Los iones son átomos o grupos atómicos que tienen un número de electrones excesivo o deficiente para compensar la carga positiva del núcleo. En el primer caso los iones tienen carga negativa y reciben el nombre de aniones, y en el segundo están cargados positivamente y se llaman cationes. Elementos electropositivos y electronegativos: Se llaman elementos electropositivos aquellos que tienen tendencia a perder electrones transformándose en cationes; a ese grupo pertenecen los metales. Elementos electronegativos son los que toman con facilidad electrones transformándose en aniones; a este grupo pertenecen los metaloides. Los elementos más electropositivos están situados en la parte izquierda del sistema periódico; son los llamados elementos alcalinos. A medida que se avanza en cada período hacia la derecha va disminuyendo el carácter electropositivo, llegándose, finalmente, a los alógenos de fuerte carácter electronegativo. Electrones de valencia: La unión entre los átomos se realiza mediante los electrones de la última capa exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia. La unión consiste en que uno o más electrones de valencia de algunos de los átomos se introducen en la esfera electrónica del otro. Los gases nobles, poseen ocho electrones en su última capa, salvo el helio que tiene dos. Esta configuración electrónica les comunica inactividad química y una gran estabilidad.

Todos los átomos tienen tendencia a transformar su sistema electrónico y adquirir el que poseen los gases nobles, porque ésta es la estructura más estable.

Valencia electroquímica: Se llama valencia electroquímica al número de electrones que ha perdido o ganado un átomo para transformarse en ion. Si dicho número de electrones perdidos o ganados es 1, 2, 3, etc. Se dice que el ion es monovalente, bivalente, trivalente, etc.

Esta Tabla Ejemplifica Los Tipos De Enlace

Por Julio Cesar Estrada Rojas. ENLACES QUIMICOS.

Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. La explicación de tales fuerzas atractivas es un área compleja que está descrita por las leyes de la electrodinámica cuántica. Sin embargo, en la práctica los químicos suelen apoyarse en la mecánica cuántica o en descripciones cualitativas que son menos rigurosas, pero más sencillas en su descripción del enlace químico. En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos -o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea- está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia. Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles". Debe tenerse cuidado porque los enlaces "débiles" más fuertes pueden ser más fuertes que los enlaces "fuertes" más débiles. Teniendo en cuenta que las cargas opuestas se atraen, y que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente. En la visión simplificada del denominado enlace covalente, uno o más electrones (frecuentemente un par de electrones) son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Ahí, los electrones negativamente cargados son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de sólo su propio núcleo. Esto vence a la repulsión entre los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción tan grande mantiene a los dos núcleos en una configuración de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En resumen, el enlace covalente involucra la compartición de electrones en los que los núcleos positivamente cargados de dos o más átomos atraen simultáneamente a los electrones negativamente cargados que están siendo compartidos. En un enlace covalente polar, uno o más electrones son compartidos inequitativamente entre dos núcleos. En una visión simplificada de un enlace iónico, el electrón de enlace no es compartido, sino que es transferido. En este tipo de enlace, el orbital atómico más externo de uno átomo tiene un lugar libre que permite la adición de uno o más electrones. Estos electrones recientemente agregados ocupan potencialmente un estado de menor energía (más cerca al núcleo debido a la alta carga nuclear efectiva) de lo que experimentan en un tipo diferente de átomo. En consecuencia, un núcleo ofrece una posición de más fuerte unión a un electrón de lo que lo hace el otro núcleo. Esta transferencia ocasiona que un átomo asuma una carga neta positiva, y que el otro asuma una carga neta negativa. Entonces, el enlace

resulta de la atracción electrostática entre los átomos, y los átomos se constituyen en iones de carga positiva o negativa. Todos los enlaces pueden ser explicados por la teoría cuántica, pero, en la práctica, algunas reglas de simplificación les permiten a los químicos predecir la fuerza, direccionalidad y polaridad de los enlaces. La regla del octeto y la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia son dos ejemplos. Las teorías más sofisticadas, como la teoría del enlace de valencia, que incluye la hibridación de orbitales y la resonancia, y el método de combinación lineal de orbitales atómicos dentro de la teoría de los orbitales moleculares, que incluye a la teoría del campo de los ligantes. La electrostática es usada para describir polaridades de enlace y los efectos que ejerce en las sustancias químicas. Las primeras especulaciones respecto a la naturaleza del enlace químico son tan tempranas como en el siglo XII, se suponía que ciertos tipos de especies químicas estaban unidas entre sí por un tipo de afinidad química. En 1704, Isaac Newton esbozó su teoría de enlace atómico, en "Query 31" de su Opticks, donde los átomos se unen unos a otros por alguna "fuerza". Específicamente, después de investigar varias teorías populares, en boga en aquel tiempo, de cómo los átomos se podía unir unos a otros, por ejemplo, "átomos enganchados", "átomos pegados unos a otros por reposo", o "unidos por movimientos conspirantes", Newton señaló lo que inferiría posteriormente a partir de su cohesión que:

Las partículas se atraen unas a otras por alguna fuerza, que en contacto inmediato es excesivamente grande, a distancias pequeñas desempeñan operaciones químicas y su efecto deja de sentirse no lejos de las partículas.

MATERIAL:

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7 vasos de precipitados de 100cc.

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1 vaso de precipitados de 400cc.

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2 laminillas de cobre.

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1 socket para foco.

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3 extensiones con caimanes en ambos extremos.

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1 capsula de porcelana.

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1 pinza para crisol.

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1 mechero, anillo y tela de alambre con asbesto.

REACTIVOS: •

Soluciones a 30 g/l de:

NaCl KNO3 Azúcar (C12H22O11)

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Soluciones al 50% volumen de:

HCl. Acido acético (CH3COOH). Alcohol (C2H5OH)

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Tetra cloruro de carbono (CCl4)

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NaCl granulado

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Azúcar granulada.

PROCEDIMIENTO A:

1. Marque los vasos limpios de 100 cc. Con una etiqueta, indicando las soluciones que albergaran cada uno de los vasos; vierta en cada uno aproximadamente 20cc. De la solución correspondiente. En el vaso de 400cc. Vierta aproximadamente 200cc. De agua. 2. Monte el circuito como se indica en la figura, colocando inicialmente los electrodos en el vaso q contiene agua, con el objetivo de limpiarlos.

3. Pruebe el circuito poniendo en contacto los dos electrodos fuera del agua; si el foco enciende, continúe, en caso contrario, revise el circuito. 4. A continuación introduzca los electrodos en la solución de NaCl, introdúzcalos en el vaso con agua para enjuagarlos y séquelos. 5. Repita los pasos 4 y 5 para cada una de las sustancias, anotando en la tabla del cuestionario, si enciende el foco.

PROCEDIMIENTO B: 1. Coloque una pequeña cantidad (unos cuantos granos) de azúcar en la capsula de porcelana y caliente hasta la fusión. Tome el tiempo aproximado que requirió. 2. Deje enfriar la capsula, límpiela calentando con agua, deje enfriar, séquela y a continuación coloque sobre la misma, unos cuantos granos de sal (NaCl). 3. Caliente la capsula con el NaCl por un tiempo similar al requerido por el azúcar para fundirse. Observe cual se funde más rápido.

CUESTIONARIO Y RESULTADOS:

PROCEDIMIENTO A

Solución NaCI CH3 -COOH C12H22O11 HCI KNO3 C2H5-OH CCI4 Encendió el Si si no Prendió poco si no no foco (SI o No) bastante Tipo de enlace (iónico o Iónico covalente covalente iónico iónico Covalente covalente covalente ) PROCEDIMIENTO B 2.- En el procedimiento B, ¿Qué sustancia se funde más rápido y que carácter de enlace predomina? ¿En la otra sustancia cual es carácter de enlace que predomina? R= El azúcar se fundió rápido apenas le tomo1 minuto hacerlo; por otra parte la sal no se fundió nunca, debido a q su punto de fusión se encuentra en los 800°C por lo tanto predomina el enlace covalente en el azúcar y iónico en la sal. 3.- Describa los enlaces existentes (según Lewis) entre cada uno de los átomos que forman las sustancias analizadas (excepto el azúcar). 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d9 NaCl ----------------------Iónico. Cl + Na Cl Na HCl -----------------------Covalente H + Cl H Cl CCl4 ---------------------covalente Cl C + Cl Cl C Cl Cl KNO3-------------------Iónico O K+N+OONK O

4.- Según la tabla de diferencias entre las electronegatividades de los elementos, escriba la mayor posibilidad de enlaces (iónico o covalente) entre átomos siguientes: ENLACE Na Y CI KyO CyH CL y H

Iónico Iónico covalente

covalente (en el HCI) CyO covalente C Y CI covalente ELECTRONEGATIVIDADES Na 0.9 CI 3.0 K 0.8 O 3.5 C 2.5 H 2.1 5.- ¿hay concordancia entre lo concluido experimentalmente y sus respuestas de la pregunta 4? (si o no). ¿Hay algunas excepciones? En caso de haber excepción, ¿cuáles? R=Según la práctica que realizamos hay concordancia en las preguntas y la tabla de electronegatividades excepto que en el cloro y el hidrogeno se debatió de que si podía ser o no covalente o iónico pero según las respuestas del los otros equipos y la de el maestro se quedo en que es iónico covalente debido a sus electronegatividades. •

Cálculos: Diferencia de electronegatividades

Na y Cl 0.9 -3.0 = 2.1 iónico

K y O 0.8 -3.5 = 2.7 iónico

C y H 2.5 -2.1 = 0.4 covalente

Cl y H 3.0 - 2.1 = 0.9 covalente

C y O 2.5 - 3.5 = 1.0 covalente

C y Cl 2.5 - 3.0 = 0.5 covalente

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Observaciones

Al parecer el enlace iónico presenta una ventaja sobre el covalente en cuanto a conducción eléctrica, con experimentos como estos se pueden determinar el tipo de enlace de las sustancias por las características que presentan. Estas características dadas por el tipo de enlace le permiten a las sustancias tener un determinado nivel de conducción, puntos de fusión, entre otras características perfectamente razonables conociendo los enlaces. Con cada una de las soluciones que ocupamos en la práctica pudimos observar que el cloruro de sodio (HCl), si es conductor de la energía eléctrica al igual que el (HCl) y el nitrato de potasio (KNO3). Mientras que con las sustancias como el acido acético (CH-COOH), el azúcar (C12H22O11), el alcohol (C2H5-OH) y el tetra cloruro de carbono (CCl4) su enlace es de tipo covalente ya que no conduce la corriente eléctrica Observaciones personales: Como vimos en el desarrollo de la practica se observo que la mayoría de los reactivos si conducen la energía eléctrica algunos muy poco como es el caso de el azúcar. Como vimos la mayoría de las sustancias conducen la corriente eléctrica es decir todos los compuestos orgánicos •

Conclusiones Por Fernando Daniel Vela Crisostomo.

Los diferentes tipos de enlaces se encuentran en sustancias de uso cotidiano, a veces no le prestamos atención a la manera (increíble) en que la materia es concebida. Considero de suma importancia el conocer los enlaces ya que son conocimientos que desencadenan otros conocimientos, prueba de ello fue el experimento de conducción eléctrica, que es un tema de años atrás pero por supuesto, actual. En esta práctica pudimos identificar los tipos de enlaces que hay y a poder diferenciarlas dependiendo de sus características en la solución. Ya que es iónico cuando conduce la electricidad y covalente cuando no conduce la corriente eléctrica. Presentamos una condición confusa con el HCl ya que en la práctica si encendió el foco esto quiere decir que si es iónico pero cuando lo comprobamos con las electronegatividades de los compuestos indica que es un enlace de tipo covalente por lo que concluimos que esta sustancia es de los dos tipos iónico y/o covalente.

Bueno se observo que el azúcar que genero poca conducción eléctrica y en casos como el acido acético, el alcohol y el tetra cloruro de carbono en generales observo el tipo de enlace que forman los átomos al unirse y formar sus moléculas al unirse. Después de haber realizado los dos ensayos; podemos llegar a la conclusión de que las soluciones de sustancias pueden disolverse siempre que tengan el mismo tipo de enlace químico o igual fuerza intermolecular de atracción; por el contrario no son solubles o tiene la libertad de unirse con otra sustancia que no sea del mismo tipo de enlace y fuerza, antes mencionado.

Por Julio Cesar Estrada Rojas. Despues de realizados los experminetos y realizada la practica he llegado a la conclusión de q los enlaces determina la forma en que se desarrollara el intercambio de electrones ya sea de una manera mayor o de menor escala, además las soluciones de sustancias pueden disolverse siempre que tengan el mismo tipo de enlace químico o igual furza molecular de atracción; por el contrario no son solubles o tiene la libertad de unirse con otra sustancia que no sea del mismo tipo de enlace y fuerza, antes mencionado. •

Bibliografía o

Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005 © 1993-2004 Microsoft Corporation.

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Enciclopedia Temática Multimedia Grijalbo, “Puentes de hidrógeno”

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VARIOS AUTORES “QUÍMICA EXPERIMENTAL”. Edit. Mercantil Ayacucho. 1995. p..p. 7-1 a 7-2

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HANS RUDOLF, Christen. “QUÍMICA GENERAL” Edit. Reverté S.A. Barcelona España. p.p. 87 - 97.

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ZAMBRANO GUIMARAY, Tomasa Z. “MANUAL DE TÉCNICAS DE LABORATORIO”. Edit. UNSAM. Huaraz Perú.1990.