Unidad 5: Elementos y compuestos. Enlace químico Antonio Galán Ortiz

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Física y Química, 3º ESO

Elementos y compuestos. Enlace químico.

El Sistema Periódico

La Tabla Periódica: En la tabla periódica, los elementos químicos se ordenan según sus

propiedades químicas. Además, su posición en la tabla está relacionada con su configuración

electrónica.

En el Sistema periódico actual los elementos aparecen colocados en orden creciente a su

número atómico, Z.

Dentro de la Tabla Periódica, los elementos se distribuyen en 18 columnas y 7 filas. En las

18 columnas, llamadas Grupos, todos los elementos tienen el mismo número de electrones en la

capa de valencia y, por tanto, tienen propiedades químicas parecidas.

1. Bloque A: Elementos representativos (Grupos IA, IIA, IIA, IVA, VA, VIA, VIIA y VIIIA)

2. Bloque B: Elementos de transición.

En las 7 filas, llamadas periodos, todos los elementos tienen igual número de capas

electrónicas.

Agrupaciones de átomos

Los átomos se agrupan dando tres tipos de sustancias puras: atómicas, moleculares e

iónicas. Se llaman así porque la unidad elemental es el átomo, la molécula o los iones,

respectivamente.

La unidad elemental de una sustancia es la parte más pequeña que mantiene las

propiedades químicas de la sustancia.

En la mayoría de los casos, las unidades elementales se unen formando una red cristalina.

La red cristalina es una estructura ordenada en el espacio formada por unidades elementales que

se repiten de forma periódica.

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SUSTANCIA ATÓMICA SUSTANCIA MOLECULAR SUSTANCIA IÓNICA

Unidad elemental: Átomo

Unidad elemental: Molécula Agrupación fija y estable de átomos iguales o diferentes.

Unidad elemental: Iones Carga(+) + Carga(-)

Red cristalina: Átomos de metal unidos en el espacio

Red cristalina: Agrupaciones de moléculas

Red cristalina: Cristal iónico. Eléctricamente neutro. NO forman moléculas.

Ejemplos: Fe, Diamante (C)

Ejemplos: Agua, O2

Ejemplos: Na+Cl-, Mg+2(Cl)2

-2

Las fórmulas químicas

La fórmula química expresa la composición de la sustancia. Nos indica qué elementos

forman la sustancia y el número de átomos de esos elementos.

o Fórmula de las sustancias atómicas: Coincide con el símbolo del elemento.

o Fórmula de las sustancias moleculares: Está formado por:

� Símbolos de los elementos que componen la molécula.

� Subíndice: indica el número de átomos de cada elemento que hay en la

molécula.

o Fórmula de las sustancias iónicas: No tienen fórmula molecular porque no forman

moléculas. Presentan una fórmula empírica que indica la relación entre los iones

de cada signo.

� Ejemplo: NaCl.

� Iones postivos Na+

� Iones negativos Cl-

� Ejemplo: MgF2

� Iones positivos Mg+2

� Iones negativos F-

Tiene que ser eléctricamente

neutro. Por tanto, tienen que tener el

mismo número de caras positivas que de

cargas negativas.

Como hay el doble de cargas

positivas que negativas, multiplicamos

por 2 el elemento con carga negativa.

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El enlace químico

Dos o más átomos se unen mediante un enlace químico para adquirir una configuración

electrónica de Gas Noble, es decir, para tener la configuración electrónica más estable posible.

Los Gases Nobles, que son los elementos del Grupo VIIIA, son químicamente inertes. Esto

significa que tienen 8 electrones en la capa de valencia. Excepción: Helio tiene 2 electrones en la

capa de valencia.

Para conseguir la configuración electrónica de Gas Noble pueden hacerlo de dos maneras:

1. Dos átomos comparten electrones. Los átomos comparten electrones

siguiendo la Regla del Octeto. La regla del octeto se llama así porque, después de

unirse, cada uno de los átomos tiene 8 electrones en la capa de valencia. Ocurre en el

Enlace Covalente y en el Enlace Metálico.

2. Cediendo o captando electrones. Un átomo cede un electrón (elemento

metálico) y el otro átomo lo captura (elementos no metálicos). Ocurre en el enlace

iónico.

o El enlace iónico: El enlace iónico es la unión de dos iones de carga eléctrica opuesta.

Se produce mediante la unión de un metal y un no metal. El átomo de metal cede un electrón y el

átomo no metal lo acepta.

� Ejemplo: NaCl. Se forma de la siguiente manera:

1. Identificamos qué elemento es el metal y cuál el no metal.

En este caso, el sodio, Na, sería el metal y el cloro, Cl, sería el no metal.

2. Miramos el grupo en el que se encuentran ambos, tanto el metal como el no metal.

Sodio, Na, es un metal y está en el Grupo IA.

Cloro, Cl, es un no metal y está en el Grupo VIIA.

Con el número del grupo, sabemos cuántos electrones tiene en su capa de valencia.

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3. Sabemos que el sodio (Na) está en la 1ª columna, por tanto, le sobra un electrón

para tener su última capa llena (8e-).

Na - 1 e- Na+

4. El cloro (Cl) se encuentra en el grupo VIIA, es decir, tiene 7 electrones en su capa de

valencia. Por tanto, le falta 1e- para tener la última capa llena.

Cl + 1 e- Cl-

5. Los iones de carga opuesta se atraen por atracción electrostática formando redes

cristalinas.

Na+ + Cl- NaCl

o Propiedades de las sustancias iónicas:

• Son sólidos muy estables ya que forman redes cristalinas con un elevado

número de iones.

• En solubles en agua e insolubles en disolventes orgánicos.

• En estado sólido no conducen la electricidad pero sí cuando están en

disolución acuosa o fundidas, ya que los iones se pueden mover libremente.

• Alto punto de fusión y ebullición.

• Son duros y difíciles de rayar.

Cada ión de un signo atrae al de

signo contrario y repele al de su

mismo signo. De esta manera se

logra un orden espacial de

mayor estabilidad.

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o El enlace covalente: Se origina cuando uno o más átomos de uno o varios elementos

comparten electrones para conseguir una estructura estable de Gas Noble, eso es, tener 8

electrones en la última capa. Se forma con la unión de un No Metal + No Metal.

� Ejemplo: F2. (F – F)

La interacción entre átomos para formar un enlace covalente se representa con el

Diagrama de Lewis. Los electrones de la capa de valencia se pueden representar mediante puntos

o cruces.

� Ejemplo: F2

1. Identificamos el elemento y el número de Grupo en el que se encuentra.

El Flúor se encuentra en el Grupo VIIA, por tanto tiene 7 electrones en su capa de

valencia.

2. Se escribe el símbolo del elemento con tantos puntos (o cruces) a su alrededor

como electrones hay en su capa de valencia.

Como el Flúor tiene 7 electrones en su última capa se dibujará de la siguiente

manera:

3. Unimos los átomos mediante un enlace químico. Éste se representa con una línea

recta que une un electrón de un átomo y un electrón del otro átomo. Se formarán

tantos enlaces como sean necesarios para que ambos átomos tengan 8 electrones en su

capa de valencia.

Los enlaces covalentes pueden ser de 3 tipos:

1. Enlace simple. Se comparte un par de electrones.

2. Enlace doble. Se comparten 2 pares de electrones.

3. Enlace triple. Se comparten 3 pares de electrones.

+

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o Tipos de sustancias covalentes:

� Sustancias Covalentes Moleculares. Están formadas por moléculas de pocos

átomos. Ejemplo: H2O, O2, NH3.

� Sus propiedades son:

I. Son gases o líquidos a temperatura ambiente.

II. Poseen puntos de fusión y ebullición bajos.

III. No conducen el calor ni la electricidad.

IV. Son poco solubles en agua.

� Sólidos Covalentes Cristalinos. Están formados por muchos átomos que se

extienden por las 3 dimensiones del espacio. Ejemplo: Diamante.

� Sus propiedades son:

I. Son sólidos muy compactos.

II. Altos puntos de fusión y de ebullición.

III. No conducen ni el calor ni la electricidad. (Excepción: Grafito).

IV. Son insolubles

Más ejemplos de estructuras usando el Diagrama de Lewis:

� HF: CH4:

� Cl2: NH3:

� H2O: CCl4:

� H2SO4

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o El enlace metálico: Se produce entre elementos metálicos. Los elementos metálicos

ceden electrones y forman iones positivos. Los iones positivos se colocan de la forma más

compacta posible formando redes tridimensionales. Los electrones cedidos por todos los

elementos forman una nube electrónica que envuelve a los iones positivos.

• Propiedades de las sustancias metálicas

1. Son sólidos a temperatura ambiente excepto el mercurio, Hg que es líquido.

2. Son buenos conductores de la electricidad gracias a la nube de electrónica ya que los

electrones se mueven con facilidad. Esto le otorga propiedades magnéticas.

3. Tienen alta temperatura de fusión y de ebullición.

4. Son dúctiles y maleables. Además, son fácilmente deformables.

5. Salvo el oro, la plata, el platino y el cobre, no se encuentran libres en la naturaleza