LAPBOOK ENLACE Y REACCIONES QUÍMICAS

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Nombres de integrantes:

• BARTOLON HERNANDEZ ERIC SAMUEL
• CANSECO VELAZQUEZ JUAN JOSE
• DIAZ JIMENEZ EYDER EMANUEL
• GUTIERREZ GOMEZ LUIS ANGEL
• ANTONI MICHEL RUIZ SOMOZA
• OSVALDO DAVID PEREZ PEREZ

Nombre del maestro:

• ING. MARCELO ALFONSO YUCA

Índice de contenido

8. Linus Pauling

1. ¿Qué es la materia?

9. Regla del octeto

2. ¿Qué son las Sustancias?

10. Estructura de Lewis

3. Tipos de Enlaces Químicos

11. Sustancias Comunes

4. Enlace Iónico

12. Bibliografía

5. Enlace Covalente

6. Enlace metálico

7. Electronegatividad

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¿Qué es la Materia?

La materia es todo aquello que nos rodea, que tiene masa y ocupa un volumen en el espacio. Desde el aire que respiramos hasta el agua que bebemos o la silla en la que nos sentamos, todo está hecho de materia. Se presenta principalmente en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. La unidad fundamental de la materia es el átomo.

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"La materia es cualquier cosa que ocupa espacio y que tiene masa. [...] Una sustancia es una forma de materia que tiene composición definida o constante y propiedades distintivas." Fuente: Chang, R., & Goldsby, K. A. (2017). Química (12ª ed.). McGraw-Hill.

pág 1

¿Qué son las Sustancias?

Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida (constante) y propiedades distintivas. Es decir, es un "tipo" específico de materia. Las sustancias se dividen en dos grandes categorías:

Elementos: Son las sustancias más puras y simples, formadas por un solo tipo de átomo (ej. Oxígeno (O₂), Hierro (Fe)). Compuestos: Son sustancias formadas por la unión química de dos o más elementos diferentes en proporciones fijas (ej. Agua (H₂O), Sal de mesa (NaCl)).

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pág 2

Tipos de Enlaces Químicos

Un enlace químico es la fuerza que mantiene unidos a los átomos para formar compuestos. Los electrones de valencia son los protagonistas. Hay tres tipos principales:

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pág 3

Enlace Iónico

Es la unión entre un metal y un no metal, basada en la transferencia completa de uno o más electrones. Se forman iones de cargas opuestas (catión + y anión -) que se atraen fuertemente debido a fuerzas electrostáticas.

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pág 4

Enlace Covalente

Es la unión que se forma cuando dos átomos, generalmente no metálicos, comparten uno o más pares de electrones de valencia. Esta compartición permite que ambos átomos alcancen una configuración electrónica más estable.

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Polar: Los electrones se comparten de forma desigual. No Polar: Los electrones se comparten de forma equitativa.

pág 5

Enlace Metálico

Es la fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos en una sustancia metálica. Se describe mediante el modelo del "mar de electrones", donde una red de cationes metálicos está inmersa en un conjunto de electrones de valencia deslocalizados que se mueven libremente por toda la estructura.

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pág 6

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pág 7

Electronegatividad

La electronegatividad es una de las propiedades periódicas más importantes porque permite predecir el comportamiento de los átomos cuando forman enlaces.

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pág 8

Linus Pauling

Linus Pauling desarrolló el concepto y la escala de electronegatividad para describir la capacidad de un átomo en un enlace químico para atraer electrones. Al analizar la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados.

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"La electronegatividad es la propiedad de un átomo dentro de una molécula de atraer electrones hacia sí mismo." Fuente: IUPAC. (2019). (Compendio de terminología química "Gold Book").

pág 9

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pág 10

Predicción del tipo de enlace:

Diferencia de Electronegatividad > 1.7: El enlace es predominantemente iónico. Diferencia entre 0.5 y 1.7: El enlace es covalente polar. Diferencia </= 0.4: El enlace es covalente no polar.

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pág 11

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pág 12

Regla del Octeto

La Regla del Octeto es uno de los principios más importantes para entender por qué y cómo los átomos se unen para formar compuestos. Fue propuesta por el químico Gilbert N.

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"La importancia de la regla del octeto radica en que permite explicar de forma sencilla la formación de enlaces en una gran cantidad de compuestos químicos." Universidad Autónoma de Madrid (UAM). (2018).

pág 13

Estructura de Lewis

"Las estructuras de Lewis muestran los diferentes átomos usando su símbolo químico y líneas que se trazan entre los átomos que se unen entre sí. En ocasiones, para representar cada electrón, se usan puntos." Peña, M. C., & Flores, T. D. (2018). Nivel de aprendizaje sobre enlace químico en estudiantes de educación secundaria Universidad de Piura.

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En estas estructuras: Las líneas (-) cada línea es un par de electrones compartidos. Los puntos (•) representan los electrones no compartidos (pares libres o solitarios), que pertenecen a un solo átomo pero son cruciales para completar su octeto.

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Estructura de Lewis

1. El Hidrogeno nunca completa su octeto. El Hidrógeno, es el átomo más simple: solo tiene un orbital (el orbital 1s), y en ese orbital solo caben dos electrones. 2. En los enlaces covalentes los electrones no compartidos se les pone asterisco o punto (•), (*)para diferenciar los electrones que provienen de un átomo y de otro. 3. En el enlace iónico no se dibuja una línea. El catión (el metal que perdió electrones) se escribe con su símbolo y su carga. Ejemplo: [Na]⁺

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pág 15

Reglas para Formar la Estructura de Lewis

Agua (H₂O)

Esqueleto: H O H Oxígeno (Grupo 16) = 6 electrones. Cada Hidrógeno (Grupo 1) = 1 electrón (x2) = 2 electrones. A = 6 + 2 = 8 electrones disponibles. El Oxígeno busca un octeto = 8 electrones. Cada Hidrógeno busca un dueto = 2 electrones (x2) = 4 electrones. N = 8 + 4 = 12 electrones necesarios.

Paso 1: Coloca los átomos de la molécula de la forma más simétrica posible. Paso 2: Determina los electrones disponibles en la capa externa de cada uno de los átomos (A). Paso 3: Calcula el total de electrones que caben en la capa de valencia de todos los átomos (N).

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pág 16

Reglas para Formar la Estructura de Lewis

Paso 4: El número total de electrones compartidos (S) se obtiene al restar los disponibles de los que caben, es decir (N − A). Paso 5: Coloca el resultado anterior, es decir, los pares electrónicos compartidos, enlazando los átomos. Paso 6: Coloca el resto de los electrones (A − S) como pares no compartidos para completar el octeto de todos los átomos.

S = N - A S = 12 - 8 = 4 electrones compartidos. Los 4 electrones compartidos forman 2 enlaces (4 ÷ 2 = 2). Usamos estos dos enlaces para unir la estructura que dibujamos en el Paso 1. H — O — H Resto de electrones = A - S = 8 - 4 = 4 electrones. Estos 4 electrones se colocan sobre el átomo de Oxígeno como dos pares libres (dos pares de puntos) para que complete su octeto.

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pág 17

Reglas para Formar la Estructura de Lewis

Electrones de valencia disponibles (A): 6 (del Oxígeno) + 1 (de un Hidrógeno) + 1 (del otro Hidrógeno) = 8 Capacidad total de capa de valencia (N): 8 (para el Oxígeno) + 2 (para un Hidrógeno) + 2 (para el otro Hidrógeno) = 12 Electrones compartidos (S): Se calculan como (N - A) ⟶ 12 - 8 = 4 Electrones solitarios: Se calculan como (A - S) ⟶ 8 - 4 = 4

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pág 18

Reglas para Formar la Estructura de Lewis

¿Por qué?

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pág 19

Reglas para Formar la Estructura de Lewis

¿Por qué?

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pág 20

Estructura de Lewis

Coloca los elementos arrastrables en donde corresponda dependiendo si tienden a PERDER electrones o si tienden a GANAR electrones

TIENDE A PERDER

TIENDE A GANAR

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VERIFICAR

Estructura de Lewis

Coloca los elementos arrastrables en donde corresponda dependiendo si tienden a PERDER electrones o si tienden a GANAR electrones

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TIENDE A PERDER

TIENDE A GANAR

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Sustancias Comunes

Cloruro de Sodio (NaCl) - Sal de Mesa Características: Es un sólido cristalino de color blanco, soluble en agua. Enlaces y Electronegatividad: El Sodio tiene una electronegatividad de 0.93 y el Cloro de 3.16. La diferencia es de 2.23. Al ser tan grande (>1.7), el Sodio le transfiere un electrón al Cloro, formando un enlace iónico entre los iones Na⁺ y Cl⁻.

"El ejemplo clásico de enlace iónico es el cloruro de sodio (NaCl), formado a partir de los elementos sodio y cloro. El sodio cede el electrón de su última capa de valencia y el cloro lo acepta en la suya, que está incompleta. Como resultado, ambas especies quedan con sus capas de valencia completas y con carga eléctrica." Fuente: Raviolo, A. (2011). Dificultades de los estudiantes en la conceptualización del enlace químico. Educación Química en Punto de Vista, 3(1). Universidad de Blumenau.

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pág 23

Sustancias Comunes

Agua (H₂O) Características: Líquido incoloro, vital para la vida y conocido como el "solvente universal" por su capacidad para disolver muchas sustancias. Enlaces y Electronegatividad: El Oxígeno tiene una electronegatividad de 3.44 y el Hidrógeno de 2.20. La diferencia es de 1.24. Los átomos comparten electrones de forma desigual, creando un enlace covalente polar.

"La molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H₂O). La unión entre dichos átomos es mediante enlaces covalentes polares, debido a la diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno (2.2) y el oxígeno (3.4)." Fuente: Mota, J., et al. (2017). El agua, sus propiedades y su presencia en el cosmos. Revista Digital Universitaria (RDU), 18(7). UNAM.

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pág 24

Sustancias Comunes

Metano (CH₄) Características: Es el principal componente del gas natural. Es un gas incoloro, inodoro y altamente inflamable. Enlaces y Electronegatividad: El Carbono tiene una electronegatividad de 2.55 y el Hidrógeno de 2.20. La diferencia es de 0.35. Al ser tan pequeña (<0.4), los electrones se comparten de forma muy equitativa, formando un enlace covalente no polar.

"En el metano (CH₄), el átomo de carbono se encuentra en el centro de un tetraedro y los átomos de hidrógeno ocupan los vértices. La diferencia de electronegatividad entre el carbono y el hidrógeno es de sólo 0.4, lo que implica que el enlace C-H se puede considerar como covalente no polar." Fuente: Durán, J. E. (2006). Una Propuesta Didáctica para la Enseñanza del Enlace Químico en el Nivel Medio. TED (Tecné, Episteme y Didaxis), (20). Universidad Pedagógica Nacional de Colombia.

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pág 25

Sustancias Comunes

Dióxido de Carbono (CO₂) Características: Gas que se libera en la respiración y en la combustión. Es esencial para la fotosíntesis de las plantas. Enlaces y Electronegatividad: El Oxígeno tiene una electronegatividad de 3.44 y el Carbono de 2.55. La diferencia es de 0.89, por lo que los enlaces son polares.

"Un caso particular es la molécula de CO₂, la cual presenta dos enlaces dobles entre el carbono y los dos oxígenos. De esta manera, el átomo de carbono forma cuatro enlaces tal como se esperaba, y el oxígeno forma dos, completando ambos su octeto electrónico." Fuente: Estévez, J. M., & Lareo, M. V. (2020). Estructuras de Lewis para Compuestos Orgánicos. Cátedra de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Exactas. UNLP.

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Bibliografía

Artículos de Revistas y Tesis Durán, J. E. (2006). Una Propuesta Didáctica para la Enseñanza del Enlace Químico en el Nivel Medio. TED (Tecné, Episteme y Didaxis), (20). Universidad Pedagógica Nacional de Colombia. Link: https://revistas.pedagogica.edu.co/index.php/TED/article/view/1005 Furió, C., & Calatayud, M. L. (1996). Dificultades de aprendizaje del concepto de enlace químico. Educación Química, 7(2). Universidad de Valencia. Mota, J., et al. (2017). El agua, sus propiedades y su presencia en el cosmos. Revista Digital Universitaria (RDU), 18(7). UNAM. Link: https://www.revista.unam.mx/2017v18n7/el-agua-sus-propiedades-y-su-presencia-en-el-cosmos/ Peña, M. C., & Flores, T. D. (2018). Nivel de aprendizaje sobre enlace químico en estudiantes de educación secundaria [Tesis de pregrado, Universidad de Piura]. Repositorio Institucional PIRHUA. Link: https://pirhua.udep.edu.pe/handle/11042/3592 Raviolo, A. (2011). Dificultades de los estudiantes en la conceptualización del enlace químico. Educação Química em Ponto de Vista, 3(1). Universidad de Blumenau. Fuentes Institucionales y en Línea Estévez, J. M., & Lareo, M. V. (2020). Estructuras de Lewis para Compuestos Orgánicos. Cátedra de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Exactas. UNLP. Link: (Suele ser material de cátedra interno, pero la referencia a la universidad es fuerte). IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book"). International Union of Pure and Applied Chemistry. Link: https://goldbook.iupac.org/ Universidad Autónoma de Madrid (UAM). (2018). Química General: Tema 4 - El Enlace Covalente. [Documento PDF en línea]. Link: (Los materiales de cursos a veces cambian de ubicación, pero la cita es académicamente correcta). Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). (s.f.). Regla del octeto. Portal Académico CCH. Link: https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/enlace_quimico/regla_del_octeto.html

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pág 27

Enlace Metálico (Modelo del Mar de Electrones)

“Este tipo de enlace presente en los metales se origina por la deslocalización de los electrones y por el movimiento libre que tienen a través de toda la estructura (mar de electrones).” Universidad de Guanajuato, Recursos Educativos Abiertos.

La imagen muestra la disposición familiar de la tabla periódica, pero en lugar de datos como la masa atómica, cada casilla contiene el símbolo del elemento rodeado por una cantidad específica de puntos (•). Cada punto representa un electrón de valencia.

Los electrones se comparten de manera desigual entre los átomos. Hay una diferencia significativa en la electronegatividad entre los átomos (por ejemplo, el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno).

Enlace Covalente Polar (Molécula de Agua)

Enlaces Covalentes Polares y No Polares (Agua y Metano)

Enlace Covalente No Polar (Molécula de Metano)

VS

Los electrones se comparten de manera equitativa entre los átomos. La electronegatividad de los átomos es muy similar o idéntica.

Agua H20

Una diferencia de electronegatividad de 2.34 es muy grande (mayor a 1.7), lo que indica que un átomo transfiere electrones al otroPor ende el enlace es iónico.

Una diferencia de electronegatividad de 2.34 es muy grande (mayor a 1.7), lo que indica que un átomo transfiere electrones al otroPor ende el enlace es iónico.

Se forma por la transferencia completa de electrones de un átomo a otro. Como lo define el libro Química de Chang y Goldsby (2017), el enlace iónico es "la fuerza electrostática que mantiene unidos a los iones en un compuesto iónico" (p. 344).

Enlace Iónico

En este tipo de enlace, los átomos no transfieren electrones, sino que los comparten. Según la (UNAM), "el enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. La mayoría de los enlaces covalentes se forman entre átomos de elementos no metálicos" (UNAM, 2017).

Enlace Covalente

Es un tipo de enlace químico que une a los átomos de un metal mediante la atracción electrostática entre los cationes metálicos y un "mar de electrones" deslocalizados que comparten entre todos

Enlace metálico

Enlace Iónico

Esta imagen describe el proceso general de formación de un enlace iónico entre un átomo metálico y un átomo no metálico.Átomo Metálico (A): Posee baja electronegatividad y tiende a ceder sus electrones de valencia fácilmente. Se convierte en un catión (A+). Átomo No Metálico (B): Posee alta electronegatividad y tiende a aceptar electrones. Al ganar un electrón, se convierte en un anión (B-). Transferencia de Electrones: Se produce una transferencia completa de uno o más electrones del átomo metálico al átomo no metálico.

La imagen muestra la disposición familiar de la tabla periódica, pero en lugar de datos como la masa atómica, cada casilla contiene el símbolo del elemento rodeado por una cantidad específica de puntos (•). Cada punto representa un electrón de valencia.

Cloruro de Sodio (NaCl) Análisis del Enlace: Analizamos la unión entre un átomo de Sodio (Na) y uno de Cloro (Cl). Valores de Electronegatividad: Sodio (Na) = 0.93 Cloro (Cl) = 3.16 Cálculo de la Diferencia: 3.16−0.93=2.23 Conclusión: Como la diferencia es 2.23 (mucho mayor a 1.7), el enlace es predominantemente Iónico.

Si la diferencia es mayor a 1.7: El enlace es Iónico. (Un átomo le "quita" el electrón al otro). Si la diferencia está entre 0.4 y 1.7: El enlace es Covalente Polar. (Los electrones se comparten, pero de forma desigual). Si la diferencia es menor a 0.4: El enlace es Covalente No Polar. (Los electrones se comparten de forma muy equitativa).

Linus Pauling

Linus Pauling (1901-1994) fue un influyente químico y activista estadounidense, reconocido por ser la única persona en ganar dos Premios Nobel individuales: el de Química en 1954 por sus estudios sobre la naturaleza de los enlaces químicos y la estructura de las moléculas, y el de la Paz en 1962 por su labor a favor del desarme atómico y la paz mundial.

El átomo de Nitrógeno (N) cumple la Regla del Octeto.

Enlace Iónico (Sodio y Cloro)

Esta imagen ilustra la formación de un enlace iónico entre un átomo de sodio (Na) y un átomo de cloro (Cl). El sodio tiene 1 electrón de valencia y el cloro tiene 7 (le falta 1 para completar su octeto).Transferencia de Electrones: El átomo de sodio "cede" su electrón de valencia al átomo de cloro. Formación de Iones: El sodio pierde un electrón y se convierte en un catión (Na+) con carga positiva. El cloro gana un electrón y se convierte en un anión (Cl-) con carga negativa. Atracción Electrostática: La fuerte atracción entre el catión Na+ y el anión Cl- es lo que forma el enlace iónico.

Tiene 4 electrones solitarios, que forman 2 pares.

Gilbert Newton Lewis

Gilbert Newton Lewis fue un físicoquímico estadounidense, nacido en 1875 y fallecido en 1946, reconocido por sus contribuciones a la termodinámica, el concepto del enlace covalente con las estructuras de Lewis, y por acuñar el término "fotón" en 1926 para el cuanto de energía electromagnética.

Enlace Covalente (Flúor e Hidrógeno)

Esta imagen ilustra la formación de un enlace covalente entre un átomo de hidrógeno (H) y un átomo de flúor (F) para formar la molécula de fluoruro de hidrógeno (HF). Tanto el hidrógeno como el flúor necesitan electrones para alcanzar una configuración electrónica estable. Compartición de Electrones: En lugar de transferir electrones (como en el enlace iónico), el hidrógeno y el flúor comparten un par de electrones. Al compartir electrones, ambos átomos logran una configuración estable, formando una molécula de fluoruro de hidrógeno (HF) unida por un enlace covalente.

Una diferencia de electronegatividad de 2.34 es muy grande (mayor a 1.7), lo que indica que un átomo transfiere electrones al otroPor ende el enlace es iónico.

La Electronegatividad

La electronegatividad sigue una tendencia clara en la tabla periódica: Aumenta a medida que te mueves de izquierda a derecha en un periodo. Disminuye a medida que desciendes en un grupo.

Describe la tendencia de un átomo a atraer hacia sí los electrones que comparte en un enlace químico.

La imagen muestra la disposición familiar de la tabla periódica, pero en lugar de datos como la masa atómica, cada casilla contiene el símbolo del elemento rodeado por una cantidad específica de puntos (•). Cada punto representa un electrón de valencia.