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Indicador de logro:
Aplica los principios de notación de Lewis.
Sabemos que todo lo que nos rodea contiene átomos de los elementos que están en la tabla periódica y que las sustancias poseen propiedades físicas y químicas que las caracterizan. Pero ¿cómo están ordenadas internamente? ¿Cómo se organizan los átomos que las conforman? ¿Cómo están unidos los átomos?
Vamos a iniciar nuestro recorrido por las propiedades microscópicas de la materia, pero antes es necesario recordar:
Carlos: ¿Mis lentes poseen sus características y propiedades por la combinación de elementos que poseen?
La distribución de los electrones en los diferentes niveles de energía.
Los electrones que se encuentran en los niveles más externos del átomo.
La representación de los elementos que se combinan.
No olvides que...
Los átomos poseen orbitales que pueden alojar un máximo de dos electrones.
A. Conociendo los elementos
Los electrones que se encuentran en el último nivel de energía también son conocidos como electrones de la capa de valencia. Con el apoyo de la tabla periódica determina los electrones de valencia de determinados elementos químicos.
Materiales: una hoja de papel bond de cada color (blanco, rosado, amarillo, café, anaranjado, rojo, azul y morado), una tijera, plumón, regla.
Procedimiento:
Recorta de cada hoja una cruz, formada por cuadrados de 3 × 3 cm.
En el centro de cada cruz, escribe el símbolo de un elemento químico según lo siguiente: hidrógeno: color blanco, berilio: rosado, boro: amarillo, carbono: café, nitrógeno: anaranjado, oxígeno: rojo, flúor: azul y neón: morado.
Escribe las configuraciones electrónicas abreviadas de los elementos del paso 2.
Determina el total de electrones de la capa de valencia para cada átomo. Cada brazo de la cruz representa un orbital.
Para cada elemento del paso 2 representa los electrones de valencia en cada orbital. Responde en el cuaderno de trabajo:
a. ¿Cuál es el átomo que posee la mayor cantidad de electrones de valencia?
b. ¿Cuál es el átomo que posee el menor número de electrones en su capa de valencia?
c. ¿Por qué son importantes los electrones de valencia?
d. ¿El neón necesita más electrones en su última capa?
Irene: Ahora que hemos identificado los electrones de valencia de los primeros átomos de los grupos con elementos representativos veamos cuál es la tendencia en estos grupos.
B. Escribiendo los electrones de valencia
Procedimiento:
Observa el fragmento de la tabla periódica, cada lado de los símbolos representa un orbital, entonces están disponibles cuatro orbitales.
2. Coloca un electrón por cada lado, y cuando hayas colocado cuatro empiezas a formar pares, representa los electrones con puntos.
a. ¿Cuál es el máximo de puntos que debes colocar en cada lado?
b. ¿Qué relación hay entre el número de grupo de la tabla periódica y el número de electrones de valencia?
Escanea el código y encuentra una tabla periódica donde verás los electrones de valencia.
Luis: Dibuja los esquemas en tu cuaderno de trabajo.
Los electrones de valencia participan en la formación de compuestos. En 1913 surgió el diagrama de puntos de Lewis, este es un método para representar los electrones de valencia como «puntos (•) o equis (x)» alrededor del símbolo químico.
C. Uniendo elementos
En esta actividad uniremos átomos de los elementos para representar las fórmulas químicas de algunos compuestos.
Materiales: dos hojas de papel bond blanco, una verde y una celeste, una tijera, plumón, regla.
Procedimiento:
Sigue el procedimiento de la actividad A para formar 3 cruces verdes de Cl, 6 cruces blancas de H, una cruz celeste de Al y usa las de C y O que ya habías hecho.
Une las fichas de cloro de tal forma que cada átomo sume ocho electrones (el par de electrones compartidos se cuenta dos veces, una para cada átomo combinado). ¿Cuántas fichas utilizaste?
Une las fichas necesarias para formar un compuesto entre el hidrógeno y el carbono, donde el carbono esté rodeado de un total de ocho electrones y el hidrógeno de dos.
Une las fichas de oxígeno e hidrógeno para formar la fórmula del agua (considera que el H se completa con dos electrones).
Utiliza tres fichas de cloro y una de aluminio y construye la fórmula química. Dibuja los esquemas de la unión de las fichas.
Lisa: Por qué es importante que los átomos obtengan ocho electrones en su capa de valencia?
Los átomos buscan tener ocho electrones en su capa de valencia para cumplir la regla del octeto que dice que los átomos pueden lograr estabilidad cuando tienen ocho electrones en su nivel energético externo. Esta regla solo se puede aplicar a los elementos representativos y existen algunas excepciones.
Lisa: Para la construcción de las estructuras de Lewis es importante conocer las reglas y excepciones, además de aplicar correctamente la regla del octeto.
Escritura de las estructuras de Lewis
Escribe la posición relativa de los átomos del compuesto. Por lo general el átomo menos electronegativo ocupa la posición central.
Cuenta el número total de los electrones de valencia por medio de la suma del número de electrones de valencia de cada uno de los átomos involucrados.
Completa los octetos de los átomos enlazados al átomo central (ten presente que la capa de valencia del átomo de hidrógeno se completa solo con dos electrones). Si sobran electrones sitúalos en el átomo central.
Verifica que hayas colocado el total del número de electrones de enlace y de no enlace de cada átomo.
Los diagramas de Lewis nos permiten indagar sobre el arreglo espacial que hay entre los átomos que están en una fórmula química. Ahora que conocemos las reglas para construir un diagrama apliquémoslas en la siguiente actividad.
Luis: ¿Sabes cómo representar una fórmula química con un diagrama de Lewis?
D. Formando compuestos
Haz uso de la representación de los electrones de valencia de la tabla periódica que completaste en la actividad B y formula los compuestos. Escribe en tu cuaderno de trabajo las estructuras para el CH4, H2O, CBr4 siguiendo el procedimiento a continuación.
Salti: Para identificar los electrones de cada átomo puedes escribir los puntos de diferentes colores.
Procedimiento:
Identifica la cantidad de electrones de valencia de cada elemento y luego súmalos para conocer el total de electrones disponibles.
2. Calcula cuántos electrones necesita cada átomo para ser estable.
3. Coloca como átomo central al más electronegativo y distribuye sus electrones en los cuatro orbitales.
4. Escribe los otros átomos alrededor del central de tal forma que se vayan completando pares de electrones, hasta completar el octeto.
5. Verifica que los átomos alrededor también cumplan el octeto.
6. Cuenta la cantidad de electrones utilizados, esta debe coincidir con el total de electrones de valencia de los átomos participantes, si no es así debes reorganizar los átomos
Hemos puesto en práctica nuestros conocimientos para comprender las estructuras de Lewis y predecir cómo se unen los átomos entre sí. Estas combinaciones se producen porque los átomos buscan mayor estabilidad, en la tabla periódica hay muchos elementos que se estabilizan cuando están en presencia de otros y es cuando se dan interacciones entre ellos formándose uniones que por el momento hemos representado por medio de los diagramas de Lewis.
El sodio es un metal que en Diagrama de Lewis del cloruro de sodio presencia de agua sufre un cambio muy violento y el cloro es un gas tóxico, pero cuando se combinan sodio y cloro se obtiene un compuesto que usamos diariamente, se trata de la sal común.
La fuerza con que se atraen estos dos elementos es muy característica y le confiere propiedades únicas al compuesto resultante, en química a esta fuerza se le conoce como enlace químico.
Formación de fluoruro de sodio donde el sodio dona un electrón y el flúor lo acepta, formando un enlace iónico entre el sodio y el flúor.
Teleclase
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