Mi Didáctica En Química 2

La razón eléctrica de la materia.

Hay cosas que se deben establecer y que se ven como axiomas en química: Los elementos se unen, forman COMPUESTOS... ¿Porqué se unen? ¿Qué "ventaja" sacarían de esta acción?


Esas preguntas se pueden resolver si tenemos conocimiento de ciertas bases químicas, como las siguientes:
Los elementos que no reaccionan (al menos no fácilmente) en la naturaleza son los GASES NOBLES. ¿Qué tienen ellos de particular? si observamos su disposición electrónica podemos dar un haz de luz sobre el problema:

Veamos dos casos, primero el caso del NEÓN, su configuración electrónica es:

Este es el caso del XENÓN:

¿Cómo utilizamos esta información de gases nobles? Pongamos por caso una molécula sencilla, el cloruro de sodio (sal común) NaCl:
Antes de formar la molécula su configuración electrónica es así:

Después de la unión y por efecto de la electronegatividad, quedan así:

El sodio perdiendo un electrón adquirió estructura de gas noble, pero quedó con carga positiva.
El cloro ganó un electrón y tiene estructura de gas noble, quedando con carga negativa.
Lo importante es tener órbitas isoeléctricas a un gas noble, ya sea que se gane electrones (quedando con carga negativa) o se pierdan (quedando con carga positiva).

Los elementos forman compuestos para alcanzar su estabilidad; lo que es lo mismo, tener órbitas isoeléctricas a los gases nobles.

Podemos establecer comportamientos de los elementos si sabemos cuando ganan o pierden electrones, esto es si sabemos cual es su número de oxidación.


Hay unas reglas sencillas para conocer los números de oxidación con que trabajan los elementos en las moléculas... son las siguientes:

REGLAS PARA ASIGNAR EL NÚMERO DE OXIDACIÓN

1. Cualquier elemento, libre en la naturaleza, su número de oxidación es cero.
2. Los átomos de un elemento que están unidos entre si, su número de oxidación es cero.
3. Si un elemento presenta una carga, el número de oxidación es igual a la carga que presenta.
4. El hidrógeno siempre utilizará número de oxidación +1, excepto en los hidruros donde utilizará el número de oxidación -1.
5. El oxígeno siempre utilizará número de oxidación -2, excepto en los peróxidos donde tendrá número de oxidación -1.
6. En una molécula sin carga, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que la forman será cero.
7. En una molécula con carga, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que la forman, darán como resultado, la carga que presenta la molécula.
8. Los elementos que tienen un solo número de oxidación, ese será su aportación en la suma total de la molécula.

Ejemplo:

Dada una molécula:

Los números de oxidación son: Hidrógeno= +1; Nitrógeno=+5 y Oxígeno=-2

Los números de oxidación nos sirven en diversos problemas químicos, nos ayudan a saber con quien se unen los átomos, que nombre adquiere la molécula, se apoyan en la electronegatividad de los elementos. En fin, nos hablan del comportamiento de la materia y podemos tomarlos como la justificación de algunas acciones que observamos en nuestro entorno; que para términos formales, lo que nos interesa es saber como se comporta y poder explicar los fenómenos que suceden en la cotidianidad.

Hay más, pero se tomará en una siguiente oportunidad.

¿Cómo se arman las moléculas?

Mi Didáctica En Química 1

El conocimiento de lo que nos rodea se constituye en una necesidad para saber como conducirnos en todo momento. Será necesario llegar a la base de la materia misma para comprender las variables que nos presenta, teniendo en conciencia que lo pequeño modifica lo grande y que se establece una relación reciproca.

LOS COMPUESTOS EN QUÍMICA
Llamamos compuesto a la unión en que los átomos de los elementos comparten pares de electrones, generando enlaces. Las propiedades del nuevo producto difieren de los elementos que lo forman y su separación o rompimiento de enlace, involucra la inversión de energía para lograrlo (la mayoría de las veces).

Éste esquema muestra una forma de modelar los compuestos químicos, se utilizan los electrones de valencia de cada átomo, y se les une buscando que su ultima órbita se asemeje a la de un gas noble (que son muy estables). El hidrógeno dispondrá de dos electrones (órbitas isoeléctricas al helio, gas noble) y el flúor completará a ocho (órbitas isoeléctricas al neón, otro gas noble).



Los elementos forman enlaces para alcanzar su estabilidad, esto significa tener órbitas isoeléctricas a un gas noble. En el proceso el elemento podrá ganar electrones (quedar con carga negativa), o bien, perderlos (quedando con carga positiva)... ¿Pero que determina si ganan electrones o los pierden?
La respuesta es la ELECTRONEGATIVIDAD: Que es un valor que representa la "fuerza" con que un elemento atrae electrones cuando forma moléculas. Siguiendo con el ejemplo de la imagen anterior, tendríamos lo siguiente:

ENLACES QUÍMICOS

Para establecer el comportamiento de los compuestos se ha planteado un rango de comportamiento, que va de uniones muy firmes a formas muy lábiles; todas ellas determinadas por la diferencia de electronegatividad que presentan los elementos involucrados, de esta forma tendremos:

ENLACE COVALENTE:

Unión de elementos en que cada cual provee un electrón para formar el par electrónico de unión, la diferencia de electronegatividad es menor a 1.7. Cuando la diferencia es más cercana a cero la unión es más firme y cuando se acerca a 1.7 se da una distribución alterada de electrones que propicia la POLARIDAD.

ENLACE IÓNICO:

Unión en que cada elemento provee un electrón para el enlace; la diferencia de electronegatividad es mayor a 1.7, por lo que se disocian con facilidad.

ENLACE COVALENTE COORDINADO:

Es un enlace en que un elemento provee del par electrónico, el otro elemento solo hace uso del par para generar el enlace y adelantar en su labor de alcanzar las órbitas isoeléctricas de un gas noble.

ENLACE METÁLICO:

Es un enlace muy particular, los átomos metálicos solo intersectan sus nubes electrónicas, con lo que comparten electrones y esto les permite la unión. Con este modelo, se pueden explicar algunas propiedades de los metales, como son la maleabilidad, ductilidad y las conducciones calórica y eléctrica.

ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO

Esta es una unión muy débil, que se genera cuando se tienen moléculas polares, el hidrógeno con densidad de carga positiva, genera atracción sobre átomos que tengan densidad de carga negativa. Es una unión que altera  el comportamiento en los diferentes compuestos, pues es utilizado el puente de hidrógeno para generar estructuras en algunas moléculas y en otras las hace permanecer unidas, cambiando su estado de agregación.

La química es un proceso en constante transformación y aprendizaje, por eso continuaremos con un tema que permita entender cada vez mejor el ambiente que nos rodea.

TEMA SIGUIENTE:

Números de oxidación.