2017/01/08

UNIONES QUÍMICAS: IÓNICA, COVALENTE, METÁLICA. PUENTE HIDRÓGENO



El número de oxidación o estado de oxidación de un elemento en una especie química, es el número de electrones que un átomo de dicho elemento, pierde o gana (de acuerdo a su electronegatividad) en la unión química para formar la especie o sustancia.

El grupo de la tabla periódica al que pertenece un elemento indica el número de oxidación o valencia (como se lo conocía anteriormente) que generalmente tiene ese elemento, pero puede tener más de 1 estado de oxidación.

Por ejemplo, los elementos del grupo 1 (metales alcalinos) poseen 1 electrón en su última capa, por lo tanto es más fácil perder ese electrón en una unión química, que ganar 7 electrones para completar los 8 electrones (Regla del octete). En consecuencia, el estado de oxidación de los metales del grupo 1 es + 1, pues el átomo queda con un electrón menos. Para los elementos del grupo 2 (metales alcalino-térreos), sucede lo mismo: pierden 2 electrones, y el estado de oxidación es + 2.

Los elementos del grupo 13 tienden a formar uniones con estado de oxidación +3.
Para los elementos del grupo 14 es prácticamente similar ganar 4 electrones que perder 4, para completar el octete, por lo tanto el estado de oxidación puede ser +4 o –4, dependiendo de la electronegatividad del otro elemento que forma la unión. Así el C puede tener nº de oxidación +4 en la molécula de CO2, o –4 en el CH4. Pero también debe tenerse presente que al aumentar el Z disminuye la electronegatividad por lo tanto los elementos más pesados del grupo 14 tienden a tener estado de oxidación +4, como es el caso del Sn.


Los electrones se dibujan de a pares para indicar que están “apareados, lo cual implica mayor
“estabilidad”.



Es la unión característica de los metales. Es la que explica como están unidos entre sí los átomos que constituyen un cuerpo metálico. Los átomos pueden ser de un mismo elemento, como el caso de un hilo de cobre, o de elementos diferentes, como ocurre en las aleaciones, por ejemplo el bronce.

Como los átomos metálicos pierden fácilmente electrones, quedan los correspondientes cationes unidos por un cierto número de electrones móviles que van ocupando, en constante movimiento, los orbitales libres de los iones positivos. Por lo tanto puede decirse que un trozo de metal es “un conjunto de cationes sumergidos en un mar de electrones móviles”. Estos electrones son los que conducen la corriente eléctrica.

Es característica de algunas sustancias, y ocurre debido a la presencia de átomos de hidrógeno H y de átomos fuertemente electronegativos pequeños como O, N, ó F. Es una unión poco común, de naturaleza principalmente electrostática. Al ser éstos átomos tan electronegativos, atraen electrones y por lo tanto se produce una densidad de carga negativa sobre los mismos.

En consecuencia existe una densidad de carga positiva sobre los átomos de H, que se atrae con la densidad de carga negativa de la molécula vecina. Y así sucesivamente. Son uniones débiles, pero capaces de otorgar propiedades características a los compuestos que las forman.
Los ejemplos más conocidos son los representados a continuación, donde la línea punteada es la unión puente hidrógeno:

tabla periódica. Por ejemplo, el agua es un líquido en condiciones normales de temperatura y presión, mientras que los compuestos análogos H2S, H2Se y H2Te son gases.


El peso atómico o masa atómica relativa de un elemento, se define como el cociente entre la masa promedio de un átomo de dicho elemento y una u.m.a. Una u.m.a. es la doceava parte de la masa de un átomo de 12C. Si mx es la masa promedio (considerando la abundancia relativa de los isótopos) de 1 átomo del elemento x, y m12 C es la masa de un átomo de 12C, entonces:


donde PAX es el peso atómico de x.

Este valor es un número sin unidades, que figura en la tabla periódica para cada elemento.
El peso molecular o masa molecular relativa de un compuesto M, se define como el cociente entre la masa promedio de una molécula de dicho compuesto y una u.m.a. Se obtiene sumando los pesos atómicos de cada uno de los elementos que conforman el compuesto químico. Por ejemplo, el peso molecular del ácido fosfórico H3PO4 se calcula de la siguiente manera:

1. 3 átomos de H 3 . PAH = 3 . 1,00797 = 3,02391
2. 1 átomo de P 1 . PAP = 30,9738
3. 4 átomos de O 4 . PAO = 4 . 15,9994 = 63,9976
4. 3,02391 + 30,9738 + 63,9976 = 97,99531
NÚMERO DE AVOGADRO

El número de átomos, moléculas o iones que intervienen en una reacción química producida en la naturaleza, en la industria o en el laboratorio, es corrientemente muy elevado. Por lo tanto es necesario definir una unidad conveniente de cantidad de materia. Esta unidad se denomina mol, y es la unidad de cantidad de materia en el Sistema Internacional de Unidades (SI).

El número de átomos presentes en 12 g de 12C es 6,022 . 1023 y este valor se denomina Número o constante de Avogadro (NA). Por definición, 1 mol o “átomo gramo” es la cantidad de materia de cualquier elemento, que contiene 6,022 . 1023 “átomos”. Vale decir que un mol de 12C contiene 6,022 . 1023 átomos. Y 1 mol de 14N, por ejemplo, también contiene 6,022 . 1023 átomos y equivale a 14, 0067 g. Un mol de cualquier elemento equivale a su peso atómico.

Cuando se trata de moléculas, también se habla de mol o “molécula gramo” y se define como la cantidad de materia de cualquier compuesto, que contiene 6,022 . 1023 “moléculas”.
Un mol de cualquier compuesto químico equivale a su peso molecular. Así 1 mol de agua H2O equivale a 18 g (16+2) y contiene 6,022 . 1023 moléculas de agua. En el ejemplo anterior, 1 mol de ácido fosfórico equivale a 97,99531g. Para ejemplificar éstos conceptos, se considera la siguiente reacción química:
2 Mg + O2 2 MgO óxido de magnesio Aquí reaccionan 2 moles de Mg con 1 mol de O2 para producir 2 moles de MgO. Que es lo mismo que decir: reaccionan 2. 24,305 = 48,61 g de Mg con 32 g de O2 para producir 2.(24,305 +16) = 80,61g de MgO.

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