Enlace covalente

El enlace covalente se produce entre dos átomos cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último nivel (excepto el hidrógeno que alcanza la estabilidad cuando tiene 2 electrones). Para generar un enlace covalente es preciso que la diferencia de electronegatividad entre los átomos sea menor a 1,7.

ACTIVIDAD I: Simulador Enlace Covalente I y Simulador Enlace Covalente II

ACTIVIDAD II:  Simulador de moléculas polares y apolares
ACTIVIDAD III: Juega con los enlaces

Denominamos estructura de Lewis al esquema en el que aparecen todos los átomos de la molécula con sus electrones de la última capa y en la que vemos tanto los pares compartidos o enlaces covalentes, como los no compartidos o pares no enlazantes.

Los pasos a seguir son:

• Realizar la configuración electrónica de los átomos para conocer cuántos electrones de valencia tienen.
• Saber los enlaces que quiere formar cada uno de los átomos, serán los mismos que electrones le falten para completar el octeto.
• Dibujar esos pares enlazantes y añadir los pares no enlazantes a cada átomo para que aparezcan todos sus electrones de la última capa.

ACTIVIDAD IV: Vídeo estructura de Lewis Teoría y Ejercicios

ACTIVIDAD V: Construye diagramas de Lewis

Las estructuras resonantes son útiles porque permiten representar moléculas, iones y radicales para los cuales resulta inadecuada una sola estructura de Lewis. Se escriben entonces dos o más de dichas estructuras y se les llama estructuras en resonancia o contribuyentes de resonancia.
ACTIVIDAD VI:  La resonancia en química
ACTIVIDAD VII: Resonancia del benceno
ACTIVIDAD VIII: Estructuras resonantes

La teoría de repulsión de pares de electrones de valencia​​, es un modelo usado en química para predecir la forma de las moléculas o iones poliatómicos. Está basado en el grado de repulsión electrostática de los pares de electrones de valencia alrededor del átomo central.

ACTIVIDAD IX: Comparación de las geometrías de varias moléculas
ACTIVIDAD X: Presentación de teoría de repulsiones de la capa de valencia
ACTIVIDAD XI: Vídeo sobre teoría de repulsiones de la capa de valencia
ACTIVIDAD XII: Teoría de repulsiones de la capa de valencia

EJERCICIOS DE TRPEV 

EJERCICIOS DE GEOMETRÍA

Para que una molécula sea polar, debe tener átomos con diferente electronegatividad y separación de cargas en la moléculas, con estas dos premisas en la molécula habrá un momento dipolar en la molécula.
ACTIVIDAD XIII: Polaridad de moléculas
ACTIVIDAD XIV: Naturaleza del enlace


La teoría de hibridación de orbitales complementa la teoría de enlace de valencia a la hora de explicar la formación de enlaces covalentes. En concreto, la hibridación es el mecanismo que justifica la distribución espacial de los pares de electrones de valencia. Los tipos de hibridación de orbitales que necesitamos aplicar para justificar la geometría de las moléculas más simples son: sp, sp2 y sp3.
Las ideas básicas del modelo de hibridación son:

• Un orbital híbrido es una combinación de orbitales atómicos
• El número de orbitales híbridos que se forman es igual al número de orbitales atómicos que se combinan.
• Los orbitales híbridos formados tienen la misma forma y una determinada orientación espacial: sp lineal; sp2 triangular plana y sp3 tetraédrica.
• Los orbitales híbridos disponen de una zona o lóbulo enlazante y otra zona o lóbulo antienlazante; el enlace se produce por el solapamiento del lóbulo enlazante con el otro orbital del átomo a enlazar.

ACTIVIDAD XV: Orbitales híbridos
ACTIVIDAD XVI: Vídeo sobre hibridación de orbitale s atómicos 
ACTIVIDAD XVII: Teoría de hibridación: Formación de enlaces

Los compuestos covalentes  diferenciaremos entre las propiedades de las moléculas y los cristales.
Los compuestos covalentes moleculares:

• Tienen puntos de fusión y ebullición bajos debido a que las fuerzas entre las moléculas son débiles, siendo mayores cuando aumenta la polaridad.
•  No conducen la electricidad ya que no hay cargas ni electrones libres.
• Se disuelven en sustancias con su misma polaridad, es decir, si es apolar en disolventes apolares y en polares cuando sea polar.

ACTIVIDAD XVIII: Propiedades de compuestos covalentes moleculares

Los cristales covalentes :

• Tienen altos puntos de fusión y ebullición por estar los átomos unidos por enlaces covalentes bastante fuertes.
• Son insolubles en casi todos los disolventes.
• No conducen el calor ni la electricidad, a excepción del grafito que dispone de electrones que pueden moverse entre las capas planas. 

ACTIVIDAD XIX: Propiedades de los sólidos covalentes

Este vídeo y las actividades siguientes te pueden servir para repasar la formación y las propiedades del enlace covalente:

ACTIVIDAD XX: Repasa el enlace covalente I
ACTIVIDAD XXI: Repasa el enlace covalente II
ACTIVIDAD XXII: Repasa el enlace covalente III

Enlace iónico

El enlace iónico es el resultado de la fuerzas de atracción electrostática entre iones de distinto signo. 

Un enlace se considera iónico cuando la electronegatividad de los elementos que forman el enlace es superior a 1,8.

ACTIVIDAD I: Simulador Enlace Iónico

ACTIVIDAD II: Juego del enlace iónico

Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por un número enorme de iones de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina las propiedades observadas. Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado punto de fusión e insolubles en agua; si la atracción es menor, como en el caso del NaCl, el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en líquidos apolares, como el benceno.

ACTIVIDAD III: Redes iónicas cristalinas
ACTIVIDAD IV: Redes iónicas
ACTIVIDAD V: Resumen de las propiedades del enlace iónico

La energía de red o energía reticular es la energía que se desprende al fomarse un mol de cristal iónico a partir de los iones que lo componen en estado gaseoso. Para calcular la energía reticular se puede usar la ecuación de Born-Landé

ACTIVIDAD VI: Parámetros de los que depende la energía de red

Mediante el ciclo de Born-Haber es posible calcular el valor de la energía reticular utilizando un camino indirecto basado en la ley de Hess, sin más que sumar los cambios de energía que tienen lugar en el proceso de formación del compuesto iónico.

ACTIVIDAD VII: Vídeo del ciclo de Born-Haber
ACTIVIDAD VIII: Ciclo de Born-Haber
ACTIVIDAD IX: Ejemplos del Ciclo de Born-Haber

Este vídeo y las actividades siguientes te pueden servir para repasar la formación y las propiedades del enlace iónico:

ACTIVIDAD X: Repasa el enlace iónico I
ACTIVIDAD XI: Repasa el enlace iónico II

Enlace Químico: Diagramas de Morse

Las fuerzas que mantienen unidos los átomos se denominan enlaces. Un enlace químico se produce cuando los átomos unidos adquieren un estado de menor energía y por tanto de mayor estabilidad, que cuando los átomos estaban por separado.

Cuando dos átomos están lo suficientemente separados, se puede suponer que no existe influencia mutua entre ellos y que la energía del sistema formado es nula. A medida que se van acercando, se ponen de manifiesto una serie de fuerzas de atracción de sus núcleos sobre las nubes electrónicas de los otros átomos (fuerzas de largo alcance), lo que produce una disminución de la energía del sistema. 

Cuando los átomos se encuentran uno cerca del otro, empiezan a actuar las fuerzas de repulsión entre las nubes electrónicas, estas fuerzas tienen un efecto mayor a corta distancia, entonces el sistema se desestabiliza. 

Ambas situaciones se pueden representar gráficamente mediante curvas de estabilidad, curvas de Morse. Se observa que existe una distancia internuclear en la que el sistema es más estable, siendo máximas las fuerzas de atracción y mínimas las de repulsión, esta distancia se denomina distancia de enlace y corresponde al mínimo de la curva. La energía correspondiente a esta distancia es la que se desprende en la formación del enlace químico.

Los diferentes tipos de enlaces químicos los puedes repasar en el siguiente vídeo y con las siguientes actividades:

ACTIVIDAD I: Repasa Enlace químico

ACTIVIDAD II: Tipos de enlaces

Un Sistema Internacional para el Siglo XXI

El actual Sistema Internacional (SI) es el sistema adoptado internacionalmente, utilizado en la práctica científica y el único legal en España, en la Unión Europea y en numerosos otros países. El SI parte de un pequeño número de magnitudes/unidades denominadas básicas definiendo, a partir de ellas, las denominadas derivadas, como producto de potencias de las básicas. Cuando este producto de potencias no incluye ningún factor numérico distinto de la unidad, estas unidades derivadas se denominan coherentes. Así pues, el SI es un sistema coherente de unidades, que permite cuantificar cualquier magnitud medible de interés en la investigación, la industria, el comercio o la sociedad, en campos tan variados como la salud, la seguridad, la protección del medio ambiente, la adquisición de bienes o la facturación de consumos, por ejemplo. 

El SI actual consta de siete unidades básicas, más un amplio grupo de unidades derivadas, junto a un conjunto de prefijos adoptados para denominar los valores de aquellas magnitudes que son mucho más grandes o mucho más pequeñas que la unidad básica, y que van desde el prefijo yocto hasta el prefijo yotta.

Desde Recursos Palomeras-Vallecas nos hacemos eco de la información del Centro Español de Metrología, que nos recuerda que en noviembre de 2018 se revisó las definiciones del  kilogramo, amperio, kelvin y mol  y es probable que esta revisión sea aprobada por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), el organismo internacional responsable de la comparabilidad global de las mediciones. Se espera que las definiciones revisadas entren en vigor el 20 de mayo de 2019

En el SI revisado, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol se redefinirán en términos de valores numéricos fijos de las siguientes constantes de la naturaleza:

La constante de Planck (h),

La carga elemental (e),

La constante de Boltzmann (k),

La constante de Avogadro (NA), respectivamente.

y heredarán las incertidumbres asociadas a la determinación de dichas constantes.

Todas las definiciones de las unidades, se redactarán de forma distinta a la actual, de manera que las constantes aparezcan en ellas de manera explícita.

El resultado será una definición más coherente y fundamental de todo el SI, prescindiendo de realizaciones prácticas basadas en artefactos materiales, como era el caso hasta ahora del prototipo internacional del kilogramo, con posibilidad de pérdida y fuertes limitaciones de estabilidad a largo plazo, pasando a realizaciones prácticas más exactas, además de reproducibles en cualquier tiempo y lugar.

CARTEL DEL NUEVO SI

UN SI PARA EL SIGLO XXI

El Universo a Escala

En "La Escala del Universo 2" podrás sentir literalmente lo pequeños e insignificantes que somos ante el gran tamaño del universo. Desde el planck length (la unidad de escala más pequeña conocida) hasta el universo observable por los telescopios, que es lo más lejos que hemos conocido como humanidad, por ahora.

La simulación interactiva permite hacer un zoom a través de la escala y espacio; el tiempo entre cada desplazamiento nos ayuda a tener idea de la distancia que vamos recorriendo. También podemos comparar el tamaño de lo que vemos con objetos que nos resultan conocidos y reconocibles, además podemos encontrar fragmentos de información de cada elemento cuando hacemos clic sobre los elementos.

eTwinning en el Colegio Timón

DESCARGA LA PRESENTACIÓNPRESENTACIÓN INTERNACIONALIZACIÓN DE ESCUELAS

Evolución del Encuentro eTwinning:
1. Presentación y conocimientos básicos2. Reflexiones sobre eTwinning de los participantes3. Herramientas TIC para realización de proyectos 4.  EJEMPLO DE EXPERIENCIA5. Ejemplos de proyectos eTwinning Infantil / Primaria 6. Realización del Kahoot eTwinning ENLACE KAHOOT7. Consejos para realización de un buen Twinspace. VER CONSEJOS8. Valores de la escuela eTwinning.  Juega a la escuela eTwinning es...9. Reconocimiento de la Comunidad de Madrid eTwinning-Erasmus

Los materiales de esta entrada han sido elaborados por  Abel Carenas Velamazán  para el CRIF-Madrid Las Acacias (Colegio Timón) y se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

ACTIVIDADES COLABORATIVAS

• Indica el tipo de proyecto eTwinning que te gustaría hacer en: Tricider
• Sigue la historia colaborando en: Meeting Words
• Aporta algo al dibujo colaborativo en: Colorillo
• Indica algunas palabras que te inspire eTwinning en: Mentimeter  /  Resultados
• Escribe tu nombre, el enlace una herramienta TIC que te resulta interesante y en: Padlet

¿Eres un verdadero eTwinner?

Orbitales atómicos y números cuánticos

La solución de la ecuación de onda de Schrödinger da origen a cuatro tipos de valores llamados números cuánticos. Estos números proporcionan una mejor característica de los electrones.

ACTIVIDAD I: Significado de los números cuánticos

ACTIVIDAD II: Ejercicios números cuánticos

Un orbital es la zona del espacio donde existe una gran probabilidad de encontrar un electrón de un átomo. Este valor de probabilidad es aproximadamente del 90%.
ACTIVIDAD III: Orbitales atómicos ACTIVIDAD IV: Animación orbitales atómicos

Principio de incertidumbre

El Principio de indeterminación o de incertidumbre de Heisenberg, indica que es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, dos magnitudes conjugadas como son el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula subatómica.

ACTIVIDAD I: Principio de incertidumbre

ACTIVIDAD II: Ejercicio del Principio de incertidumbre

Propiedades periódicas

La energía de ionización es la energía mínima que se requiere para arrancar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental, transformándolo en un catión.

ACTIVIDAD I: Vídeo Energía de Ionización

La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental incorpora un electrón, transformándose en un anión.

ACTIVIDAD II: Vídeo Afinidad Electrónica

La electronegatividad es la tendencia que tiene un elemento para atraer hacia sí el par electrónico del enlace compartido con otro.

ACTIVIDAD III: Vídeo Electronegatividad

El radio atómico indica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño del átomo.

El radio iónico establece la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion.

ACTIVIDAD IV: Vídeo Radio Atómico y Radio Iónico

Para repasar las propiedades periódicas puedes visitar las siguientes actividades y reflexionar los motivos por los que varían las propiedades periódicas:

ACTIVIDAD V: Repasa las propiedades periódicas y realiza los ejercicios
ACTIVIDAD VI: Propiedades periódicas I
ACTIVIDAD VII: Propiedades periódicas II 
ACTIVIDAD VIII: Ejercicios para practicar las propiedades periódicas
ACTIVIDAD IX: Identifica propiedades

Configuraciones electrónicas y la tabla periódica

El principio de exclusión de Pauli es una regla que establece, que no puede haber en un átomo dos electrones con todos sus números cuánticos idénticos. En un mismo orbital solamente pueden existir dos electrones y con sus espines opuestos.

El principio de máxima multiplicidad de Hund indica que al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula es más estable  cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o antiparalelos).

ACTIVIDAD I: Principios de exclusión de Pauli y de máxima multiplicidad de Hund
ACTIVIDAD II: Orden energético creciente de llenado de electrones
ACTIVIDAD III: Estructuras electrónicas de los átomos
ACTIVIDAD IV: Repasa las configuraciones electrónicas
ACTIVIDAD V: Práctica las configuraciones electrónicas

Los elementos químicos aparecen clasificados en orden creciente de número atómico en la Tabla Periódica distribuidos a lo largo de 18 columnas o grupos y 7 filas o períodos. En cada grupo se colocan elementos con propiedades similares y en cada período se van colocando los elementos en orden creciente de número atómico.

ACTIVIDAD VI: Conoce la Tabla Periódica
ACTIVIDAD VII: Elige tu Tabla Periódica favorita
ACTIVIDAD VIII: Juega al tetris con la Tabla Periódica
ACTIVIDAD IX: Tabla periódica interactiva muy útil
ACTIVIDAD X: 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica y de los Elementos Químicos

Recuerda:
"Solamente hay dos tipos de personas, los que se saben la tabla periódica y los que no...."

Modelo de Bohr

Niels Bohr propuso en 1913, un intento de dar consistencia al modelo de Rutherford, evitando los inconvenientes de la electrodinámica clásica e introduciendo las ideas de cuantización de Planck. Propone los siguientes postulados:

Primer postulado: 

El electrón gira alrededor del núcleo del átomo en una órbita circular. Las órbitas electrónicas son estacionarias y el electrón cuando se mueve en ellas, no radia energía.

Segundo postulado:

El momento angular del electrón, L [L= r x p = r x (m· v); para una órbita circular, es L = rmv ] está cuantizado, lo que significa que de las infinitas órbitas que podría tener, sólo son posibles las que cumplen que el impulso angular es un múltiplo entero de h/2π (h es la constante de Plank)

Tercer postulado:

Cuando un electrón cambia de órbita de una órbita, de energía E2, a otra inferior, de energía E1, la energía liberada se emite en forma de radiación. La frecuencia (f) de la radiación viene dada por la expresión: E2 - E1 = h·f    (h es la constante de Plank)

ACTIVIDAD I: Simulación del Modelo de Bohr

Este vídeo nos comenta el Modelo atómico de Bohr:

ACTIVIDAD II: Simulación del modelo atómico de Bohr Según el modelo atómico de Bohr se puede interpretar el espectro de emisión del hidrógeno y aparece explicado en el siguiente vídeo:

ACTIVIDAD III: Limitaciones del Modelo de Bohr

ACTIVIDAD IV: Números cuánticos

Sommerfeld propuso que las órbitas electrónicas sean elípticas. Cada nivel n presenta varios subniveles que dan cuenta del desdoblamiento de líneas espectrales. Propone un nuevo número cuántico, l, número cuántico secundario, que puede tomar los valores l = 0, 1, 2,…(n−1).

El desdoblamiento de líneas del Efecto Zeeman obligó a introducir un nuevo número cuántico, m, número cuántico magnético, que daba cuenta de la s orientaciones de las órbitas dentro de un campo magnético. Sus posibles valores son m = −l,..., 0, ..., +l

Por último hubo que introducir un último número cuántico para explicar lo que se conocía como efecto Zeeman anómalo, desdoblamiento de todos los subniveles cuando los espectros se realizaban con más resolución. Este número cuántico se conoce como, s, número cuántico de espín. Tiene valores de +1/2 y −1/2

Estos números cuánticos no son consecuencia de la teoría sino que se tienen que introducir para poder explicar los hechos experimentales.

ACTIVIDAD V: Modelo de Bohr-Sommerfeld

ACTIVIDAD VI: Números cuánticos

Espectros de absorción y emisión

El espectro de absorción de una materia muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Es, en cierto sentido, el opuesto de un espectro de emisión. Cada elemento químico tiene líneas de absorción en algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía de sus distintos orbitales atómicos. Se emplea el espectro de absorción para identificar los elementos componentes de algunas muestras, como líquidos y gases; más allá, se puede emplear para determinar la estructura de compuestos orgánicos.

Los espectros de emisión y absorción de luz por los átomos permitieron la justificación y ampliación del modelo cuántico. La radiación emitida por los gases puede separarse en sus diferentes longitudes de onda por medio de un prisma.

ACTIVIDAD I: Observa los espectros de absorción y emisión de los elementos
ACTIVIDAD II: Espectros de absorción y emisión de los elementos
ACTIVIDAD III: Series espectrales y la Ley de Rydberg
ACTIVIDAD IV: Fórmula de Rydberg
ACTIVIDAD IV: Ejercicios de espectros atómicos