Laboratorio 1 Enlaces Químicos

Enlace químico: ¿Unión, fuerza o interacción?

Acre Dayreth, Bernal María

Universidad de Panamá, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología,

Licenciatura de Química. Química 121

RESUMEN: En este laboratorio se pretende explicar y demostrar la naturaleza y propiedades de las sustancias con diferentes enlaces químicos. Investigamos el comportamiento de los átomos para formar enlaces moleculares y la relación de la conductividad eléctrica con el tipo enlace químico.

INTRODUCCIÓN

El enlace químico puede entenderse por la presencia de una fuerza atractiva neta entre los átomos de los elementos que forman un compuesto. La manera en que los átomos se unen ejerce un efecto profundo sobre las propiedades físicas y químicas de las sustancias. La mayoría de los elementos que conocemos existen en la naturaleza formando agrupaciones de átomos iguales o de distintos tipos, enlazados entre sí. En el año 1916, los científicos Walter Kossel y Gilbert Lewis concluyeron que la tendencia que poseen los átomos de lograr estructuras similares a las del gas noble más cercano explica la formación de los enlaces químicos, conocida como la Regla del Octeto. Una de las claves de la comprensión de la fuerza motriz del enlazamiento químico, fue el descubrimiento de los gases nobles y su comportamiento químico relativamente inerte. ¿Por qué se forman enlaces químicos? Debido a que los átomos están tratando de alcanzar una configuración electrónica más. Muchos átomos se vuelven estables cuando su orbital de valencia está lleno de electrones o cuando satisfacen la regla del octeto. Si los átomos no tienen este arreglo, lo lograran al ganar, perder o compartir electrones mediante los enlaces.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS

Detector de conductividad eléctrica, Hilo pabilo, Jeringa de 5 mL,espátula, vaso químico, Globo, Fósforos, Vainilla, agua destilada. Solución saturada de sal, sacarosa, NaCl, Ácido Oxálico, Alcanfor, KNO3, KCl, Acido esteárico, CCl4.

PROCEDIMIENTO

Actividad 1. Moléculas e interacciones olorosas. Colocamos 5 mL de vainilla dentro de un globo. Inflamos el globo y luego se ató el globo, Se agitó este por 30 segundos y se intentó percibir el olor de vainilla.

Actividad 2. La unión hace la fuerza. Preparamos una solución saturada de sal en un vaso químico, cortamos dos tiras de hilo pabilo de 15 cm. Sumergimos una tira de hilo y en la solución, luego dejamos secar. Esperamos 20 minutos a que el hilo se secará, para luego quemar las dos tiras de hilo y observar los resultados.

Actividad 3. Realizamos pruebas físicas de conductividad eléctrica, solubilidad en agua y CCl4 en las sustancias:  KCl, Alcanfor, Sacarosa, Acido Oxálico, NaCl, KNO3 y Acido esteárico.

RESULTADOS:

Actividad 1. Un globo inflado tiene más presión que el aire que le rodea, de manera que el aire de adentro se escapa gradualmente, a este  proceso  se le conoce como difusión, algo parecido es lo que sucede con el olor, las moléculas que conforman la vainilla son aromáticas, y son tan pequeñas que son capaces  de atravesar los poros del globo, razón por la cual podemos olerla a pesar de que haya una barrera entre la vainilla y nuestra nariz

Actividad 2. Al realizar la experiencia del hilo pabilo solo y el hilo pabilo que había sido sumergido en una disolución saturada de NaCl y luego quemarlos se obtuvo que, el hilo solo se quemó más rápido mientras que, en el segundo fue más lento, ya que tenía una capa delgada de NaCl, la que sirvió como especie de aislante, debido a que , al ser un compuesto con enlaces iónicos, requiere más calor para romperlo, y al recubrirlo hace que sea más difícil quemar el hilo.

Actividad 3.Cuadro 1

DISCUSIÓN:

→ ¿Por qué piensas que se unen los átomos?

R/. La fuerza de atracción y repulsión entre los núcleos y electrones, lo cual logra mayor interacción. Los átomos intentan completar su último nivel de energía para tener una configuración electrónica más estable.

→Menciona algunas sustancias que disuelvan en agua. Y algunas no

→Cuando se calienta alguna sustancia a veces se funde fácilmente y a veces no,

¿Por qué será? R/. Todos los elementos tienen un punto de fusión distinto, la naturaleza y la fuerza del enlace influyen.

→ ¿Cuál fue el reto experimental más difícil en este trabajo práctico? ¿Cómo lo superaste? R/. El reto más difícil fue medir la conductividad de las sustancias utilizadas, lo superamos, preguntando por

cualquier dudad a la profesora y en trabajo en equipo con nuestros otros compañeros de salón.

→ ¿Qué fenómenos intentan explicar la evidencia observada en el globo con la vainilla?

R/. El globo posee unos agujeros muy pequeños en su superficie. Las moléculas del extracto de vainilla líquido no pueden pasar por dichos agujeros, pero sí algunas moléculas que se encuentran en estado gaseoso, que poseen más energía y más fuerza para atravesar los agujeros.  El movimiento del vapor, a través de una membrana del globo estamos en presencia del fenómeno de: Ósmosis.

→ ¿Cómo explicas el comportamiento del hilo  pabilo   al   acercarle  el   fósforo? R/. En la primera tira el hilo pabilo se quema rápidamente apenas se acerca la llama, pero en la otra tira sumergida en la solución saturada  de sal, se prende lentamente y se quema poco a poco hasta apagarse, sin consumirse completamente.

→ ¿Por qué hay disoluciones de ciertas sustancias que conducen electricidad y otras        no?

R/. La conductividad  eléctrica d una disolución radica en que la sustancia al disolverse en agua, se separen en iones y estos adquieren libertad de movimiento. La conducción electrolítica se debe al flujo de electrones en el estado de líquido. A estas sustancias se les llama electrolitos y conducen la electricidad.

→ ¿Por qué es posible que una sustancia no conduzca la electricidad en estado sólido   y   si   cuando   esta    fundida? R/. Es posible  la conducción  de la electricidad debido a que cuando la sal se encuentra en estado sólido puede estar formado por redes cristalinas de geometría cúbica en donde el movimiento entre los átomos es muy poco posible, por lo que imposibilita la conducción  de electricidad. Pero cuando  esta fundida, entonces es posible el movimiento de los iones, generando electricidad. La

electricidad se genera por la migración iónica, y que se diferencia de la conducción eléctrica  en los metales,  donde los portadores de carga son los electrones y los átomos permanecen fijos en la red metálica.

→ ¿A qué atribuye el comportamiento del NaCl y el ácido esteárico durante su calentamiento?

R/. Se le atribuye a la fuerza de los enlaces, en el NaCl (iónico) la fuerza del enlace son mayores que las del ácido esteárico (covalente). Además la sal es un compuesto inorgánico por lo tanto no se funde. Por lo tanto va a ser más fácil fundir el ácido esteárico que la sal.

→Investigue sobre la naturaleza electrostática   del    enlace      químico R/. En el enlace covalente, uno o más electrones (un par de electrones)  son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Los electrones  con cargada negativa son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de sólo su propio núcleo. Esto le gana a la repulsión entre  los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción mantiene a los dos núcleos en una configuración  de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En el enlace iónico, el electrón de enlace no es compartido, sino que es transferido. En este tipo de enlace, el orbital atómico más externo de un 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 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

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