Fundamentos de los Enlaces Químicos

Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos para formar moléculas y compuestos químicos.

Ejemplo: O-C-O (Dióxido de Carbono, CO₂)

Tipos de Enlaces Químicos

1. Enlace Iónico

Este enlace se forma por la atracción electrostática entre iones (átomos cargados).

• Se produce entre un Metal (que forma un catión +) y un No metal (que forma un anión -).
• El metal cede uno o varios electrones al no metal, formando así el enlace iónico.

Compuestos Iónicos: Cristales Iónicos

Los compuestos formados mediante enlace iónico se organizan en cristales iónicos.

• Definición de Cristal Iónico: Estructuras tridimensionales (redes) de iones de diferente carga.
• Ejemplos: NaCl (Cloruro de Sodio), MgO (Óxido de Magnesio), KCl (Cloruro de Potasio).

2. Enlace Metálico

Este enlace se da exclusivamente entre átomos metálicos (que actúan como cationes).

Compuestos Metálicos: Cristales Metálicos

• Estructura: Se organizan en cristales metálicos (redes tridimensionales).
• Ejemplos: Fe (Hierro), Ni (Níquel), Mg (Magnesio), Al (Aluminio).
• Nube de Electrones (Mar de Electrones): Se forma por los electrones de valencia deslocalizados que pierden los metales. Esta nube mantiene unidos a los cationes metálicos.

3. Enlace Covalente

El enlace covalente se produce entre átomos neutros no metálicos, donde los átomos comparten pares de electrones para alcanzar la estabilidad.

Tipos de Estructuras Covalentes

• Cristales Covalentes Atómicos:

  Se forman por la unión de muchos átomos no metálicos (generalmente del mismo elemento) mediante enlaces covalentes, creando una red gigante tridimensional.

• Moléculas Covalentes:

  Se forman por la unión de pocos átomos no metálicos.

  Ejemplos: O-C-O (CO₂), N-N (N₂).

Propiedades de las Sustancias según su Tipo de Enlace

Sustancias Iónicas (Sales)

Sustancias Metálicas

Ejemplos: Al, Cu, Fe, Hg…

Sustancias Covalentes Atómicas

Sustancias Covalentes Moleculares

Estequiometría: Cálculos Fundamentales

1. Masa Atómica (A)

Representa la masa promedio de un átomo de un elemento, expresada en unidades de masa atómica (u).

• Numéricamente, suele ser el número más grande que aparece en la casilla del elemento en la tabla periódica.
• Unidad: Se expresa en u (unidad de masa atómica).
• Ejemplo: A(O) = 16 u.

2. Masa Molecular (m)

Representa la masa de una molécula.

• Se calcula sumando las masas atómicas (A) de todos los elementos que conforman la molécula.
• Ejemplo: m(H₂O) = 2 × A(H) + A(O) = 2 × 1 u + 16 u = 18 u.

3. Composición Centesimal (%)

Indica el porcentaje en masa de cada elemento presente en 100 gramos de un compuesto.

Donde n es el número de átomos presentes del elemento en el compuesto.

El Concepto de Mol

El Mol es la unidad utilizada para relacionar la cantidad de partículas (átomos o moléculas) a nivel microscópico con la masa en gramos de esa sustancia a nivel macroscópico.

Número de Avogadro

Se define que:

• 1 mol = 6,022 × 10²³ partículas (Número de Avogadro).
• 1 mol de Fe = 6,022 × 10²³ átomos de Fe.
• 1 mol de H₂O = 6,022 × 10²³ moléculas de H₂O.

Masa Molar (M)

La Masa Molar (M) es la masa en gramos de 1 mol de cualquier sustancia.

• Unidad: g/mol.
• Cálculo: Tiene el mismo valor numérico que la masa molecular (m), pero su unidad es g/mol.
• Ejemplo: M(H₂O) = m(H₂O) = 2 × A(H) + A(O) = 2 × 1 + 16 = 18 g/mol.

Ejercicios de Conversión Molar

Pasos recomendados para la resolución de problemas con moles:

1. Calcular la masa molar (M) del compuesto.
2. Establecer el esquema de relaciones (factores de conversión).
3. Calcular el resultado mediante factores de conversión.

Ejemplo Práctico

Tenemos 39 g de HNO₃ (Ácido Nítrico). Calcule cuántos moles y cuántas moléculas representan.

1. Cálculo de la Masa Molar (M):
   M(HNO₃) = A(H) + A(N) + 3 × A(O) = 1 + 14 + 3 × 16 = 63 g/mol.
2. Esquema de Relaciones:
   63 g de HNO₃ equivalen a 1 mol de HNO₃, que a su vez equivale a 6,022 × 10²³ moléculas.
3. Cálculo:

a) Cálculo de Moles:

b) Cálculo de Moléculas:

La Tabla Periódica: Organización y Estructura

La Tabla Periódica es un esquema fundamental diseñado para organizar y clasificar cada elemento químico de acuerdo con sus propiedades y particularidades atómicas.

Organización de la Tabla Periódica

Grupos (Columnas Verticales)

Los grupos son las columnas verticales de la tabla, también conocidas como familias.

• Número de Grupos: Hay 18 grupos.
• Propiedad Común: Los elementos de un mismo grupo poseen el mismo número de electrones de valencia (electrones en la última capa), lo que les confiere propiedades químicas similares.

Periodos (Filas Horizontales)

Los periodos son las filas horizontales.

• Número de Periodos: Hay 7 periodos.
• Significado: El número de periodo hace referencia al número de niveles energéticos (o capas electrónicas) que posee el átomo de ese elemento.