EL ENLACE QUÍMICO: CÓMO SE FORMAN LAS SUSTANCIAS PURAS
¿Orgánicas o inorgánicas? ¿Simples o compuestos? ¿Iónicas, covalentes o metálicas? ¿Moleculares o cristalinas?
Clasificar una sustancias química parece ser un poco lioso ya que depende del criterio que sigamos. Vamos a intentar poner un poco de orden en este caos:
Ya sabemos que la materia está formada por átomos de distintos elementos químicos. Pero estos átomos no suelen estar aislados en la naturaleza (salvo en el caso de los gases nobles) sino que se unen entre sí para ser más estables y
duraderos.
Los elementos químicos pueden ser metálicos o no metálicos y según esto clasificamos el tipo de uniones entre ellos:
SUSTANCIAS IÓNICAS: Se unen cationes metálicos con aniones no metálicos para formar estructuras muy ordenadas en las que cada anión se rodea de muchos cationes y viceversa. Son por lo tanto sólidos cristalinos que al estar formados por elementos distintos (metal-no metal) son siempre compuestos químicos. Son sustancias que se suelen disolver bien en el agua y, una vez disueltos, pueden conducir la electricidad ya que los aniones y cationes de los que están formados se desplazan por la disolución libremente. El agua dulce por ejemplo es ligeramente conductora porque tiene pequeñas cantidades de sales iónicas disueltas (por eso es peligroso tener aparatos eléctricos cercanos a bañeras y piscinas), en cambio el agua destilada no lo es. Un ejemplo de sustancia iónica es el cloruro de sodio (sal de mesa)cuya fórmula química es NaCl. Las sustancias iónicas proceden de minerales y por tanto se consideran inorgánicas
SUSTANCIAS COVALENTES: Se unen átomos de no metales formando estructuras muy variadas:
a) Elementos o compuestos covalentes:
- Si los átomos que se unen pertenecen al mismo elemento tenemos
sustancias simples como el oxígeno (O2) o el nitrógeno (N2) que forman el aire que respiramos.
- Si los átomos que se unen pertenecen a elementos distintos tenemos
compuestos químicos como el agua (H2O)
b) Sustancias moleculares o cristalinas:
- Si se une un número de átomos que podemos contabilizar tendremos una sustancia molecular. Las moléculas covalentes pueden estar formadas por un número pequeño de átomos y en este caso serán gaseosas (como el O2) o
líquidas (Como el H2O) o pueden estar formadas por un número muy
grande de átomos como los plásticos o las proteínas. En este caso serán sólidos pero no cristalinos sino amorfos.
- Si los átomos que se unen forman estructuras muy ordenadas que se prolongan en las tres direcciones del espacio hasta un número incontable de átomos, tenemos sólidos covalentes cristalinos. Es el caso del diamante (C) o del cuarzo (SiO2)
c) Sustancias orgánicas e inorgánicas: Se consideran orgánicas a todas las
proceden de los seres vivos. Son orgánicas moléculas pequeñas como el metano (CH4) o muy grandes como los plásticos, las proteínas o los ácidos nucleicos.
El resto de sustancias covalentes se considera inorgánicas incluyendo el dióxido de carbono (CO2), el agua o los gases componentes del aire.
Las sustancias covalentes, al estar formadas por la unión de átomos neutros, no son conductoras.
SUSTANCIAS METÁLICAS: Se unen átomos metálicos del mismo elemento
formando estructuras muy ordenadas, es decir, son sólidos cristalinas (a excepción del mercurio que es un líquido). En estos cristales los átomos están muy juntos y por eso los metales son muy densos en general. Los electrones de estos átomos se deslizan con bastante libertad a lo largo y ancho de toda la red cristalina lo que hace que los metales sean buenos conductores de la electricidad.
Otras propiedades de los metales son la ductilidad, la maleabilidad y la facilidad para conducir el calor.
Al estar formadas por un solo tipo de átomo, los metales son siempre sustancias simples cuya fórmula coincide con la del elemento del que están formados (Fe, Al, Au, Ag…)
Cloruro de sodio NaCl
Agua (H2O)
Oro (Au)
La fórmula química de una sustancia nos indica la proporción en la que se encuentran los distintos átomos que la forman:
NOMBRE FÓRMULA PROPORCIÓN
Disulfuro de hierro
(pirita) FeS2 Hay dos átomos de azufre por cada átomo de hierro
Dióxido de carbono CO2 Hay dos átomos de oxígeno por cada
átomo de hierro Carbonato de calcio
(mármol) CaCO3 Por cada átomo de calcio hay uno de carbono y 3 de oxígeno
Amoniaco NH3 Por cada átomo de nitrógeno hay tres de
hidrógeno Sacarosa (azúcar de
mesa) C12H22O11 Por cada 12 átomos de carbono hay 22 de hidrógeno y 11 de oxígeno.
Si la sustancias es covalente molecular hablamos de fórmula molecular porque
además de saber la proporción de átomos la fórmula nos indica el número real de átomos que forman la molécula. Podemos “visualizar” estos átomos y la forma geométrica de la molécula si utilizamos los modelos moleculares en los que éstos se representan como esferas de colores.
NOMBRE Oxígeno Metano Glucosa
FÓRMULA O2 CH4 C6H12O6
MODELO MOLECULAR
La molécula
tiene Dos átomos de oxígeno Un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno Seis átomos de carbono, seis de
oxígeno y 12 de hidrógeno.
Completa la tabla
Sustancia Fórmula Unión entre
átomos Simple o compuesto Cristalino omolecular Orgánico o inorgánico
Sulfuro de
magnesio MgS
Cobre Cu
Etanol C2H6O
Ácido clorhídrico HCl
Plata Ag
Ozono O3
Yoduro de
En las sustancias cristalinas no podemos saber el número exacto de átomos ya que hay miles de millones de ellos. Por eso se representa la celdilla unidad que es la porción más pequeña del cristal que contiene la proporción exacta de átomos o iones, además de indicarnos su geometría.
NOMBRE Cloruro de cesio Hierro Carbono diamante
FÓRMULA CsCl Fe C(diamante)
CELDILLA UNIDAD
DESCRIPCIÓN Un anión cloruro se
rodea de 8 cationes cesio que se sitúan en los vértices de un cubo
Hay átomos de hierro en el centro y en los vértices de un cubo
Hay átomos de carbono en el centro y en los vértices un tetraedro regular.
CRUCIGRAMA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0 11 12 13 14 15 16
1 M O L E C U L A A A G
2 E N C A N G T C L P T
3 T A N O H U A Z U C A R
4 A N I O N S A L L I A P E
5 N O H A R N O T A S
6 O E N G E T E C C I
7 D I A M A N T E L O
8 G C I I C M C H O N P S
9 A T O M O E N A L O O
1
0 T I C O V A L E N T E C S
1
1 O Z O N O E L E T O O O O
HORIZONTALES
1. átomos de no metales unidos entre sí. Preposición. Plata
2. Gas noble al revés. Se lleva muy mal con el último del 1 vertical . Giga. Debajo del manganeso. 50. Metal noble. 3. En el grupo 5, 6º periodo. Nitrógeno. Andaluz sorprendido. C12H22O11
4. Átomo que ha ganado electrones. Sustancia iónica. Primer metal de la tabla. Mono en inglés.
5. con el siguiente hacen monóxido de nitrógeno. Elemento más abundante del universo. El tercero de los gases nobles. Si estudias serán buenas.
6. Al revés gas noble incompleto. Debajo del silicio. Sobre el polonio. Dos carbonos y un yodo. 7. Carbono muy caro. Cincuenta. Lo que más abunda en la corteza terrestre.
8. unidad de masa. 101. 1101(al revés). En los seres vivos.
9. Se une a otros para formar moléculas. En minúscula, símbolo de la partícula negativa del átomo. Debajo del Litio y encima del potasio. 50. Parte del aire que respiramos.
10. Tiene 22 protones. Unión entre átomos no metálicos. Penúltimo metal del grupo 1. 11. O3. Al revés: deja de mirarla y ponte a
estudiar. Lo que sacarás si sigues mirándola tanto tiempo.
VERTICALES
1. CH4. El de Schröedinger no estaba vivo ni muerto.
2. Muuuuy pequeño (al revés). Preposición al revés. Le falta una A para poder escribir y dibujar con ella.
3. Otros 50. Compuesto cristalino con aniones y cationes. Un Donuts.
4. Átomos de oxígeno en una molécula de azúcar (al revés). Al revés, ni tuya, ni suya. A pares en el aire.
5. Catión abundante en huesos y dientes. Tiene 7 protones. Al revés el segundo del grupo 2. Comida de plantas.
6. Z del hidrógeno. Para dormir al bebé. Rosquilla.
7. Y cincuenta más. Dos hidrógenos y un azufre en medio (sulfuro de hidrógeno). La primera del 8 vertical en invierno.
8. H2O. Entre el manganeso y el renio. Metal para envolver el bocadillo.
9. Dúctil y maleable (al revés). Delante de “lo” es sinónimo de tonto. 10. Astato. Metal de transición muy musical. La red.
11. Óxido de calcio. Al revés, sal de mesa.
12. Número másico . Zn. Hay dos en el agua. Al principio de todo. 13. como pez en el agua. Al revés gas venenoso. Pintura aceitosa. 14. ion positivo. Otro donut.
15. Tubérculo con mucho C,H,O,N,P,S. No mucho.
LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Además de abundante agua y sales minerales inorgánicas, los seres vivos estamos hechos (y nos alimentamos) de estas sustancias. Todas ellas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Algunas, además nitrógeno, fósforo, azufre y pequeñas cantidades de otros elementos químicos como el hierro o el calcio. Todas ellas son covalentes y moleculares. Algunas formadas por moléculas enormes con cientos y hasta miles de átomos.
Las principales son:
LOS GLÚCIDOS: Por ejemplo la glucosa, la sacarosa o el almidón que nos proporciona energía o la celulosa que da rigidez a las plantas. El almidón y la celulosa están formados por uniones covalentes de cientos de moléculas de glucosa. (Se dice que son polímeros de la glucosa)
LOS LÍPIDOS (aceites, grasas y ceras) Que actúan como aislantes en las paredes de las células o en el tejido adiposo y también son reserva de energía.
LAS PROTEÍNAS: Que forman parte de todas las estructuras de nuestro cuerpo (sangre, huesos, piel…) además de intervenir en nuestro metabolismo, actuar como defensa frente a microorganismos que nos pueden causar enfermedades y muchas otras funciones. Son moléculas enormes en las que se unen cientos de moléculas más pequeñas llamadas aminoácidos. Son por lo tanto, polímeros de los
aminoácidos.
LOS ÁCIDOS NUCLÉICOS: Son nuestra herencia genética (genes) y regulan la fabricación de proteínas dentro de nuestras células. Son polímeros de otras
moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos. Son el ADN y el ARN. (el ADN de todo nuestro cuerpo posee una longitud de más de 100.000 millones de kilómetros. Una extensión que podría cubrir la distancia de la Tierra a la Luna unas 7.000 veces, y cuyo peso sería únicamente de 0,18 gramos)
Hemoglobina(proteína de la sangre) Fragmento de ADN
FRASE SECRETA
Para averiguarla rellena las casillas y después coloca cada letra en su sitio.
Ciencia que estudia la materia 2 3 10 72 15
Polímeros de aminoácidos 17 19 47 4 49 18
Glúcido del pan 29 6 9 65 69
Se unen para formar ADN 55 50 14 21 70 75 23
Polímero vegetal del papel 24 34 40 38
Glúcido repostero 41 51 25 53
En todas las biomoléculas 28 31 45 26
Ciencia que estudia la vida 39 60 63
Unión de muchas moléculas
más pequeñas 43 77 46 32 66
Fruto seco rico en glúcidos 11 76 79 20 62
Algunas proteínas nos
……… de infecciones 48 44 61 64 73 56
El ADN contiene nuestros… 78
¿ 1 1 0 2 0 2 9 3 0 4 0 5 0 5 8 6
0 ? ¡
7 0 ! 8 1 8 7 SOLUCIONES
Sustancia Fórmula Unión entre
átomos Simple o compuesto Cristalino omolecular Orgánico o inorgánico
Sulfuro de
magnesio MgS Iónica Compuesto Cristalino Inorgánico
Cobre Cu Metálica Simple Cristalino Inorgánico
Etanol C2H6O Covalente Compuesto Molecular Orgánico
Ácido clorhídrico HCl Covalente Compuesto Molecular Inorgánico
Plata Ag Metal Simple Cristalina Inorgánico
Ozono O3 Covalente Simple Molecular Inorgánico
Yoduro de
Aluminio AlI
3 Iónica Compuesto Cristalino Inorgánico
Ácido acético C2H4O2 Covalente Compuesto Molecular Orgánico
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0 11 12 13 14 15 16
1 M O L E C U L A A A G
2 E N C A N G T C L P T
3 T A N O H U A Z U C A R
4 A N I O N S A L L I A P E
5 N O H A R N O T A S
6 O E N G E T E C C I
7 D I A M A N T E L O
8 G C I I C M C H O N P S
9 A T O M O E N A L O O
11 O Z O N O E L E T O O O O
Ciencia que estudia la materia Q2 U3 I10 M7 2
I C A15
Polímeros de aminoácidos P17 R19 O47 T E4 I49 N A18 S
Glúcido del pan A29 L6 M I D9 O65 N
Lípido embotellado A35 C27 E I T37 E12
Se unen para formar ADN N U55 C50 L14 E21 O70 T75 I D23 O
Polímero vegetal del papel C E24 L34 U L40 O S A38
Glúcido repostero S A41 C A51 R25 O S A53
En todas las biomoléculas H28 I D31 R45 O G E26 N O
Ciencia que estudia la vida B39 I O L60 O G I A63
Unión de muchas moléculas
más pequeñas P43 O L77 I46 M E32 R66 O
Fruto seco rico en glúcidos C11 A76 S79 T20 A Ñ62 A
Algunas proteínas nos
……… de infecciones D48 E44 F I E61 N D64 E73 N56
El ADN contiene nuestros… G E78 N69 E7 S
¿ Q U E L E D I C E L A P A R T E D E R E C H A
D E L A T A B L A P E R I O D I C A A U N
