Unidad 5. elementos y compuestos. el enlace químico.
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Unidad 5: Elementos y compuestos. Enlace químico Antonio Galán Ortiz
1
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
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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